Equilibrio liquido vapor

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO




PRÁCTICA 2. EQUILIBRIO ENTRE FASES
CONSTRUCCIÓN DEL DIAGRAMA DE FASES DEL CICLOHEXANO

I. OBJETIVO GENERAL
Interpretar el diagrama de fases de una sustancia pura, construido a partir de datos de presión ytemperatura obtenidos a través de diferentes métodos.
II. OBJETIVOS PARTICULARES.

a) Comprender la información que proporcionan la regla de las fases de Gibbs y la ecuación de Clausius-Clapeyron.
b) Distinguir los equilibrios entre las diferentes fases (sólido, líquido, vapor).
c) Deducir las propiedades termodinámicas involucradas en la transición de fases.

III. PROBLEMA.Construir el diagrama de fases del ciclohexano a partir de datos obtenidos en la literatura, experimentales y calculados.
IV. HIPÓTESIS
A través de datos experimentales y teóricos es posible la construcción e interpretación de un diagrama de fases para una sustancia pura haciendo uso de la ecuación de Clausius-Clapeyron.
V. METODOLOGÍA
PROCEDIMIENTO
a) Equilibrio Sólido- LíquidoMaterial
1 Tubo de ensaye de 12 x 150 mm (15 ml)
1 termómetro digital de –10 a 100°C
1 vaso unicel, Hielo
Ciclohexano.

T °C
ARREGLO EXPERIMENTAL
T °C

Registrar el tiempo en los descensos de temperatura que muestra el ciclohexano hasta que llegue al estado sólido.

Baño de hielo

Ciclohexano
Ciclohexano

Líquido incoloro
Patm 585mm Hg
T°C = 23

DEFINICION DEL SISTEMATermómetro digital

Sistema termodinámico.
.Abierto
.Heterogéneo
.Pared diatérmica, permeable





b) Equilibrio líquido – vapor
Material:
- Un sistema de destilación fraccionada o simple
-Ciclohexano
Ciclohexano

1. Realizar registro de temperatura correspondiente al cambio de fase líquido-vapor.Sistema termodinámico.
.Sistema abierto
.Paredes móviles, permeables y diatérmicas
Temperatura constante 585 mmHg

c) Punto triple
1 Manómetro de mercurio
1 Bomba de vacío con trampa
1 Termómetro de mercurio de -1 a 101°C
1 Matraz bola 1 L con tapón trihoradado,
2 trampas de vapor
2 cubetas de plástico para introducir las trampas de vapor
3 Soporte universal con pinza
Mangueras delátex
1 Charola de plástico de 30cm x20 cm x15cm con hielo

DESARROLLO EXPERIMENTAL
Mezcla frigorífica
Vacio
Termómetro
Manómetro
CICLOHEXANO

Sistema termodinámico
.Sistema cerrado
.Paredes rígidas, diatérmicas, impermeables


a) Observar y registrar que sucede cuando pueden coexistir las fases involucradas.
b) Determinar la temperatura en la cual se presenta el puntotriple.

VI. DISCUSION
REGISTRO Y TRATAMIENTO DE RESULTADOS
a) Equilibrio sólido-líquido

* El equilibrio líquido sólido se presento a la temperatura de 1.0 grado centígrado.
* El registro de datos respecto al tiempo en que se registraron los descensos de temperatura se presenta en el apéndice 1.
* De los datos obtenidos y registrados en el apéndice 1, se realizo laconversión a grados Kelvin por medio de la siguiente operación:
T K = °C + 273.15
* Graficamos con los datos obtenidos Temperatura vs. Tiempo y se observo que la temperatura de equilibrio se registro en 5.8 °C (278.95K).
* La representación gráfica es la siguiente:


Gráfico 1. Curva de enfriamiento del ciclohexano a una presión de 585 mm Hg

* La temperatura en el puntotriple se registro en 5.9 °C. Con ayuda de la ecuación y los datos de referencia:

P = PR exp [ - ΔHfus (1/T - 1/TR) ]
R
Donde R = 8.314 J mol-1 K-1 TR = 5.9°C Ξ 279 K
PR = 585 mm Hg
ΔHfus = 9.866 J mol-1

Con los resultados obtenidos en la tabla correspondiente al Apéndice 2 se construyo la siguiente...
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