inversion de proyectos industriales

INTRODUCCIÓN

En esta unidad se analiza el equilibrio entre una fase líquida ideal, en el sentido de solución ideal (ID), y una fase vapor también ideal, en el sentido de gas ideal (GI). Se demuestra la ecuación de Raoult para representar el equilibrio de estos sistemas ideales.
La construcción de una gráfica que represente el comportamiento de la presión del sistema en equilibrio frente ala composición de cada una de las fases en equilibrio requiere cubrir los dos grados de libertad establecidos previamente a través de la temperatura del sistema (que permanecerá constante) y la composición de la fase líquida (grafica P vs. x1) o la fase vapor (gráfica P vs. y1)











PROBLEMA 1
PRESION DE VAPOR DE UNA DISOLUCION DE COMPONENETES VOLATILES
A 40°C, la presión devapor del heptano puro es de 92.0 torr y la presión de vapor del octano puro es de 31.0 torr. Considera una disolución que contiene 1.00 mol de heptano y 4.00 moles de octano. Calcula la presión de vapor de cada componente y la presión de vapor total sobre la disolución.
Planteamiento
Primero calculamos la fracción molar de cada componente en la disolución liquida, después aplicamos la ley deRaoult a cada uno de los componentes volátiles. La presión de vapor total es la suma de las presiones de vapor de los componentes.
Solución
Calculamos la fracción molar de cada componente en la disolución liquida.
XA = Xheptano =(1.00 mol heptano)/((1.00 mol heptano)+(4.00 moles octano))= 0.200

XB= Xoctano = 1- Xheptano = 0.800

Aplicando la Ley de Raoult para los componentes volátiles enla solución:
Pheptano= Xheptano P°heptano = (0.200)(92.0 torr) = 18.4 torr
Poctano = Xoctano P°octano = (0.800)(31.0 torr)= 24.8 torr

Aplicando la Ley de Dalton para los componentes volátiles sobre la solución:
Ptotal = Pheptano + Poctano
Ptotal = 18.4 torr + 24.8 torr = 43.2 torr
Grafica # 1: Equilibrio líquido- vapor para una solución ideal














PROBLEMA 2COMPOSICION DEL VAPOR
Calcula las fracciones molares de heptano y octano en el vapor que están en equilibrio con la disolución en el ejemplo anterior.

Planteamiento
La fracción molar de un componente en una mezcla gaseosa es igual a la relación entre su presión parcial y la presión total. En el ejemplo anterior calculamos la presión parcial de cada componente en el vapor y el de la presión devapor total.

Solución
Usando la Ley de Dalton, en el vapor
Xheptano= Pheptano/Ptotal= (18.4 torr)/(43.2 torr) = 0.426
Xoctano = Poctano/Ptotal= (24.8 torr)/( 43.2 torr) = .574










EJEMPLO 3
MASA MOLAR A PARTIR DE UNA PROPIEDAD COLIGATIVA
Una muestra de 1.20 gramos de un compuesto covalente desconocido se disuelve en 50.0 gramos de benceno. La disolución se congela a4.92°C. Calcule la masa molar del compuesto.

Planteamiento
Para calcular la masa molar de un compuesto desconocido, hallamos el número de moles representados por 1.20 gramos del compuesto desconocido. Usamos primero los datos de punto de congelación para determinar la molalidad de la disolución. La molalidad relaciona el número de moles de soluto y la masa de disolvente (conocida), de modo que estonos permite calcular el número de moles del desconocido.

Solución
El punto de congelación del benceno puro es de 5.48° C y Kf vale 5.12 C/m
∆Tf = 5.48°C – 4.92°C = 0.56°C
m=molal M= masa molar

m=∆Tf/Kf = (0.56°C)/(512 °C/m) = 0.11 m

Msoluto=(g soluto)/((m)(Kg disolvente))
Msoluto=(1.20 g)/((0.11 m)(0.50 Kg))
Msoluto= 218 g/mol


EJEMPLO 4
Determinación deuna formula molecular a partir de datos de puntos de congelación. La nicotina, extraída a partir de las hojas de tabaco, es un líquido completamente miscible con agua a temperaturas inferiores a 60°C (a) ¿cuál es la molalidad de la disolución acuosa si comienza a congelarse a 0.450°C, (b) si la disolución se obtiene disolviendo 1.921 g de nicotina en 48.92 s de H2O, ¿Cuál debe ser la masa molar...