Laboratorio 2

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REDUCCIÓN DE DATOS ELV

OBJETIVO GENERAL:

Obtener las contantes de las ecuaciones de Margules, mediante la reducción de datos experimentales de ELV

OBJETIVO PARTICULAR

Mediante la reducción de datos experimentales de los sistemas de ELV: acetona(1)/Metanol(2) y Metil ter- Butil Eter(1)/diclorometano(2) , obtener los valores de las constantes de la ecuación de Margules .FUNDAMENTO:

Energía de Gibbs de exceso

De la tabla 1,las primeras tres columnas ,muestran los datos de P-x1-y1 para el sistema metil etil cetona(1)/tolueno(2).Tales datos se exhiben como círculos en la figura 1.

Tabla 1: Datos ELV para metil etil cetona (1)/tolueno (2) a 50˚C.

[pic]

[pic]

Figura 1 : Datos de Pxy a 50˚C para metil etil cetona(1)/tolueno(2).

A partir de estos valoresse obtienen los coeficientes de actividad [pic] y [pic] ,estos valores aparecen en las columnas 4 y 5,y se muestran mediante cuadrados y triángulos en la figura 2.[pic]

Figura 2: Propiedades de fase líquida para metil etil cetona(1)/tolueno(2) a 50˚C a partir de los datos de EVL.

Los valores se combinan de acuerdo con la ecuación 1, escrita para un sistema binario obtenemos laecuación 2:

[pic] Ecuación 1

[pic] Ecuación 2

Los valores de [pic] calculados se dividen entre [pic] [pic] para proporcionar valores de [pic]. Ambos valores se enlistan en las columnas 6 y 7 de la tabla 1,y aparecen como círculos cubiertos en la figura 2.

Las cuatro funcionestermodinámicas, ln [pic] , ln [pic] ,[pic] y [pic]para las cuales tenemos valores experimentales,son propiedades de la fase líquida. En la figura 2 se muestra cómo varía cada una con la composición para un sistema binario en particular, a la temperatura especificada. Esta figura es característica de los sistemas para los cuales:

[pic]

En este caso, la fase líquida muestra desviaciones positivasdel comportamiento de solución ideal (comportamiento de la ley de Raoult), esto se ve en la figura 1,en donde los puntos de los datos para P x1 quedan todos ellos arriba de la línea recta punteada, la cual representa el comportamiento de una solución ideal.

Debido a que el coeficiente de actividad de una especie en solución se convierte en la unidad a medida que la especie se convierte enpura, cada[pic]) tiende a cero a medida que xi [pic] 1. Esto es evidente en la figura 2. En el otro límite, en donde xi [pic] 0 y la especie i será diluida infinitamente, el [pic] tiende a algún límite finito, lo cual se indica por [pic].En el límite a medida que xi[pic], la energía de Gibbs de exceso sin dimensiones [pic] , como la ecuación 2 será:

[pic]

Se obtiene el mismo resultado parax2 [pic] (x1 [pic]).Por tanto, el valor de [pic] (y [pic]) es cero en x1 =0 y x1=1.

La cantidad de [pic]RT es indeterminada tanto para x1=0 como para x1=1,ya que GE es cero en ambos límites ,al igual que el producto x1x2.

Reducción de datos

De los conjuntos de puntos que se muestran en la figura 2, aquellos para [pic] se ajustan en forma más compacta a una relación matemática simple.De ese modo, una línea recta proporciona una aproximación razonable de este conjunto de puntos, y darse una expresión matemática a esta relación lineal mediante la ecuación:

[pic] Ecuación 3

en donde A2l y Al2 son constantes en cualquier aplicación particular. Alternativamente,

[pic] Ecuación 4Las expresiones para [pic] y [pic]se derivan de la ecuación (4) aplicando la siguiente ecuación:

[pic] Ecuación 5

Puesto que lo anterior requiere de la derivación de nGE/RT con respecto a un número de moles, se multiplica la ecuación 5 por n y todas las fracciones mol se convierten a números de mol. Así, en el lado derecho se remplaza x1 por...
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