Equilibrio liquido vapor

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...