Laboratorio

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FUNDAMENTO
A un valor dado de presión y temperatura, un sistema que contiene una sustancia pura puede constar de una sola fase, dos fases en equilibrio o tres fases en equilibrio.
La presión de vapor es la propiedad termodinámica básica más importante que afecta a líquidos y vapores. Es la presión ejercida por un componente puro en el equilibrio a cualquier temperatura, cuando la fase líquida yvapor coexisten, y se extiende desde un mínimo en el punto triple a un máximo a la temperatura crítica, la presión crítica. Existen métodos para correlacionar datos de presiones de vapor y para predecir presiones de vapor de compuestos puros. Excepto para presiones totales muy elevadas (por encima de 10 MPa), la presión total no afecta a la presión de vapor.
La presión ejercida sobre una mezclasólido-vapor puede denominarse también presión de vapor, aunque normalmente sólo se dispone de datos experimentales de compuestos que subliman
Con referencia a un diagrama de fases P-T, en las curvas de equilibrio entre dos fases en las que una de las fases que coexisten es el gas, P se refiere a la Presión de Vapor de la sustancia. La dependencia con la temperatura de la presión de equilibrio sellama presión de vapor.
El punto de ebullición de una sustancia se define como la temperatura a la que la presión de vapor de una sustancia iguala a la presión externa. La temperatura de ebullición estándar es la temperatura a la que la presión de vapor de una sustancia es de 1 bar. La temperatura de ebullición normal es la temperatura a la que la presión de vapor de una sustancia es 1 atm.* Estimaciones de las presiones de vapor
La volatilidad de una especie es el grado al cual dicha especie tiende a pasar del estado líquido (o sólido) al de vapor. A una temperatura y presión dadas, hay una mayor probabilidad de que una sustancia muy volátil se encuentre como vapor que otra de baja volatilidad, la cual es posible que esté en fase condensada. La presión de vapor de una especie esuna medida de su volatilidad: entre mayor es la presión de vapor a una temperatura dada, mayor es la volatilidad de la especie a dicha temperatura.
A menudo no se dispone de datos tabulados de presión de vapor a las temperaturas en cuestión, o quizás ni siquiera se tengan para una especie determinada. Una solución para estos es medir P* a las temperaturas deseadas, pero no es un mediorecomendable. Otra alternativa es estimar la presión de vapor mediante una correlación empírica para P*(T).

La ecuación de Clayperon relaciona P*, la presión de vapor de una sustancia pura, con T, la temperatura absoluta:
dP*dT= ∆HvT(Vg-Vl)
Donde, Vg y Vl son los volúmenes molares específicos del gas y del líquido, respectivamente, y ∆Hv es el calor latente de vaporización, o la energía necesaria parvaporizar un mol del líquido.
Suponiendo que la P sea muy alta, el Vl ~ 0 y aplicando la ecuación de estado de gas ideal, se obtiene:
d(lnP*)d1T= -∆HvR
lnP*=-∆HvRT+ B
Si la P* de una sustancia se mide a diversas temperaturas y se gráfica lnP* contra 1/T, entonces la pendiente de la curva resultante a la temperatura dada es igual a -∆Hv/R. éste es el método que se usa con mayor frecuenciapara determinar los calores de vaporización de manera experimental.
Métodos de Correlación
* La presión de vapor se puede correlacionar con la temperatura por numerosos métodos, que se derivan, en su mayoría, de la ecuación de Clayperon. La ecuación clásica y bastante simple, empleada para la correlación de presiones de vapor de bajas a moderadas es la ecuación de Antoine.
lnPsat=A+ BT+CDonde, A, B y C son las constantes de regresión para un compuesto dado.
La ecuación de Antoine no ajusta con precisión los datos por encima del punto normal de ebullición. Teniendo en cuenta que las regresiones por ordenador son actualmente habituales, se están utilizando expresiones más exactas aplicables al punto crítico.
* Se ha realizado una regresión de la recopilación completa...
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