Equilibrio Sistema Binario

Universidad de Santiago de Chile
Facultad de Química y Biología
Principio de los Procesos Químicos II
Ingeniería Ejecución Química
Segundo Semestre 2012

Maldonado Miguel (migel.maldonadop@usach.cl) Ing. Ejec. Química
Torres Ariel (ariel.torres@usach.cl) Ing. Ejec. Química
Valladares Alexis (alexis.valladares@usach.cl) Ing. Ejec. QuímicaResumen
A partir de un proceso de destilación de una mezcla binaria Etanol-Benceno, en donde partimos con etanol y luego agregamos paso a paso el benceno, debemos ser capaces de determinar la existencia de un azeótropo, el cual es una mezcla líquida de dos o más compuestos químicos que ebullen a temperatura constante y que se comportan como si estuviesen formadas por un solo componente, tambiéntendremos que calcular su composición y temperatura, además de otras propiedades termodinámicas de la mezcla.
Introducción
La ley de Raoult establece que la relación entre la presión de vapor de cada componente en una solución ideal es dependiente de la presión de vapor de cada componente individual y de la fracción molar de cada componente en la solución. Es posible reconocer tres casos, los queobedecen a la ley de Raoult y los que se desvían positiva o negativamente de esta ley, esto depende de la temperatura, polaridad y volumen molecular. La mezcla etanol-benceno se comporta según esta ley (destila con composición constantemente) y a esto se le denomina una mezcla azeotropica. Si un soluto tiene una presión de vapor medible, la presión de vapor de su disolución siempre es menor que ladel disolvente puro, de esta forma la relación entre la presión de vapor de la solución y la presión de vapor del disolvente depende de la concentración del soluto en la disolución.

Ley de Raoult.

P1= X1* P1°
Materiales
* Pipeta volumétrica de 25 ml - Benceno (reactante)
* Aparato de destilación- Etanol (reactante)
* Manto eléctrico
* Termómetro
* Gotario
* refractómetro de Abbé
* buretas

Procedimiento

1-. Medición de puntos de ebullición del Etanol y Benceno puros.
Etanol (reactivo asignado).

a) Con la ayuda de una pipeta volumétrica medimos 25 ml de etanol y lo vertimos en el matraz del aparato de destilación.
b) Calentar con manto eléctrico.c) Medimos el tiempo hasta la ebullición.
d) Enfriamos el sistema
e) Luego se repite la experiencia para el benceno, pero por falta de tiempo solo realizamos la experiencia con Etanol, mientras que otros compañeros la realizaron con el Benceno y luego nos facilitaron sus datos.

2-. Medición de puntos de ebullición de una solucion etanol-benceno.

a) Agregamos 2 ml de benceno alos 25 ml iniciales de etanol puro.
b) Medimos el tiempo de ebullición de la solución y la temperatura.
c) Retiramos muestras del destilado de la solución y del residuo de esta.
d) Luego repetimos la experiencia con la misma mezcla agregando 1 ml más de benceno, luego 2 ml, 3 ml, 5 ml y finalmente 10 ml.

3-. Medición de índice de refracción del etanol y benceno puro, destilados yresiduos.

Al extraer algunos ml del destilado y residuo de distintas soluciones, medir el índice de refracción de cada una de estas en un espectrofotómetro, esto nos permitirá más adelante obtener la curva de calibración.

Resultados
Puntos de ebullición:

* Benceno sobre etanol
Mezcla | Etanol ml | Benceno ml | T.Ebullición ℃ |
1 | 25 | 2 | 74,5 |
2 | 25 | 3 | 71,7 |
3 | 25 |5 | 69,7 |
4 | 25 | 8 | 68,0 |
5 | 25 | 13 | 67,2 |
6 | 25 | 23 | 66,0 |

* Etanol sobre benceno
Mezcla | Etanol ml | Benceno ml | T.Ebullición ℃ |
1 | 2 | 25 | 65,5 |
2 | 3 | 25 | 64,0 |
3 | 5 | 25 | 63,1 |
4 | 8 | 25 | 62,3 |
5 | 13 | 25 | 61,5 |
6 | 23 | 25 | 64,0 |

Índice de refracción () del Destilado-Residuo:
* Benceno sobre etanol
Mezcla | Residuo |...