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SISTEMA DE TRES COMPONENTES



Palabras clave:




1. OBJETIVOS

Objetivo general

Determinar el diagrama de fase de un sistema de tres componentes, de dos líquidos no miscibles entre sí, que se hacen mutuamente miscibles añadiendo un tercer líquido miscible en estos dos.

Objetivos específicos


Estudiar las relaciones de solubilidad del sistema de tres componentes;obteniendo la curva isoterma del sistema

Determinar las líneas de unión del sistema

Representar bidimensionalmente los diagramas de equilibrio de los sistemas ternarios, por medio del método del triángulo equilátero.

2. ASPECTOS TEÓRICOS

REGLA DE LAS FASES DE GIBBS

Los llamados “Diagramas de Fase” representan esencialmente una expresión gráfica de la “Regla de las Fases”, la cualpermite calcular el número de fases que pueden coexistir en equilibrio en cualquier sistema, y su expresión matemática está dada por: P+F=C+2 Donde: C = número de componentes del sistema P = número de fases presentes en el equilibrio F = número de grados de libertad del sistema (variables: presión, temperatura, composición) En 1875 J. Willaid Gibbs relacionó tres variables: fases(P), componentes(C), ygrados de libertas o varianza (F) para sistemas multicomponentes en equilibrio. El número de grados de libertad se determina por la regla de las fases, si y solo si el equilibrio entre las fases no está influenciado por la gravedad, fuerzas eléctricas o magnéticas y solo se afecta por la temperatura, presión y concentración. El número dos en la regla corresponde a las variables de temperatura T ypresión P. Componente (de un sistema): es el menor número de constituyentes químicos independientemente variables necesarios y suficientes para expresar la composición de cada fase presente en cualquier estado de equilibrio Fase: es cualquier fracción, incluyendo la totalidad, de un sistema que es físicamente homogéneo en si mismo y unido por una superficie que es mecánicamente separable decualquier otra fracción. Una fracción separable puede no formar un cuerpo continuo, como por ejemplo un líquido dispersado en otro. Un sistema compuesto por una fase es homogéneo Un sistema compuesto por varias fases es heterogéneo

Para los efectos de la regla de las fases, cada fase se considera homogénea en los equilibrios heterogéneos. Grado de libertad (o varianza): es el número de variablesintensivas que pueden ser alteradas independientemente y arbitrariamente sin provocar la desaparición o formación de una nueva fase. Variables intensivas son aquellas independientes de la masa: presión, temperatura y composición. También se define con el número de factores variables. F=0 indica invariante F=1 univariante F=2 bivariante La regla de las fases se aplica sólo a estados de equilibrios de unsistema y requiere: 1.- Equilibrio homogéneo en cada fase 2.- Equilibrio heterogéneo entre las fases coexistentes La regla de las fases no depende de la naturaleza y cantidad de componentes o fases presentes, sino que depende sólo del número. Además no da información con respecto a la velocidad de reacción. El número de componentes más dos (C+2), representa el número máximo de fases que puedencoexistir al equilibrio, donde los grados de libertad (F) no pueden ser inferiores a cero (a condiciones invariantes).
Ejemplo: (1 componente) Para el punto de triple coexistencia ( C en diagrama): 3+F=1+2 F =0 (cero grados de libertad) Como ninguna de las variables (presión, temperatura o composición) se pueden cambiar manteniendo las tres fases de coexistencia, el punto triple es un puntoinvariante.

Un punto de la curva de congelación sólido-líquido (B): 2+F=1+2 F=1 (un grado de libertad) Una variable ( T o P) se puede cambiar manteniendo aún un sistema con dos fases que
coexisten. Si se especifica una presión determinada, sólo hay una temperatura en la que las fases sólida y líquida coexisten. * Un punto dentro de la zona de fase única (A): 1+F= 1+2 F=2 (dos grados de libertad)...