Pr ctica3 Termo3

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

LABORATORIO DE TERMODINAMICA DEL EQUILIBRIO DE FASES

PRACTICA 3
“EQUILIBRIO LIQUIDO-VAPOR DE UN SISTEMA QUE OBEDECE LA LEY DE RAOULT”

PROFESOR (A):

IRMA RODRÍGUEZ HERNÁNDEZ

INTEGRANTES:







GRUPO:

2IV10

FECHA DE ENTREGA: 6 DE FEBRERO 2015

OBJETIVOS

Preparar una serie de soluciones demetanol (1) -isopropanol (2) de diferente concentración.

Determinar experimentalmente la temperatura de burbuja, a presión ambiente, de cada una de las soluciones preparadas.

Cuando las soluciones se encuentren en ebullición, tomar una muestra de los vapores, por análisis determinar su composición.

A partir de las condiciones y datos experimentales, elaborar el diagrama de fases T vs XY y lagráfica Y vs X.

Determine la temperatura de burbuja y composición de la fase gaseosa teóricas de cada solución, usando el algoritmo apropiado que se deriva de la ley de Raoult.


Elabore el diagrama de fases teórico T vs X la gráfica Y vs X de acuerdo a los datos obtenidos en 5.

Por comparación de los diagramas de fase elaborados con los datos experimentales y teóricos, observar que el sistemaobedece la ley de Raoult.









INTRODUCCIÓN

Si un recipiente cerrado, en el que previamente se ha hecho vacío, se llena parcialmente con una sustancia líquida A, ésta se evaporará parcialmente, (si está en cantidad suficiente para que el proceso no sea total), de modo que se alcanzará finalmente un estado de equilibrio en el que la presión reinante en el recipiente es la presión de vapor de lasustancia a la temperatura considerada,. Existen tablas en las que se pueden encontrar directamente las presiones de vapor de sustancias puras a diversas temperaturas. También puede estimarse mediante fórmulas empíricas, como la de Antoine: , estando tabulados los coeficientes A, B, y C para muchas sustancias.

Supóngase ahora un recipiente lleno de líquido A a una temperatura T0, de modo que una desus paredes es móvil. Si la presión externa sobre ella es P ~( y se le aporta calor, se aumentará la temperatura del líquido y su presión de vapor, de modo que ambas presiones tienden a igualarse. Cuando eso sucede se formará la primera burbuja de vapor, es decir, comienza la ebullición.
La temperatura a la cual se igualan ambas presiones es el punto de ebullición a la presión P. Si ésta es 1 atmtendremos el punto de ebullición normal. Si se sigue aportando calor, esta temperatura permanece constante entre tanto haya líquido, aumentando de nuevo cuando toda la sustancia esté en fase gaseosa.

Consideremos ahora una mezcla ideal de dos sustancias en fase líquida, A y B. Eso quiere decir, entre otras cosas que: a) la interacción de moléculas de A con moléculas de B es idéntica a la que seda entre las moléculas de A o entre las de B; b) el volumen de mezcla es la suma de los volúmenes de A y B por separado; c) el calor de mezcla es nulo; d) el equilibrio líquido-vapor obedece la ley de Raoult.

La ley de Raoult establece que, en el equilibrio, la presión parcial de una sustancia es igual a su presión de vapor por la fracción molar en la fase líquida, es decir:
, y también (
Si seintroduce una mezcla de A y B en un recipiente en el que se ha hecho el vacío y en el que se mantiene una temperatura constante, se vaporizarán A y B hasta alcanzar un estado de equilibrio en el que la presión reinante será la presión total de vapor de la mezcla, P, que de acuerdo con la ley de Raoult, tendrá el valor:

Siendo XA la composición de la fase líquida en el equilibrio, diferente de lacomposición inicial de la mezcla. La presión total es menor que, la presión de vapor del más volátil, y mayor que, la presión de vapor del componente pesado.














DESARROLLO EXPERIMENTAL
MATERIAL Y EQUIPO:
Hervidor
Refrigerante
Termómetro
Parrilla de calentamiento con agitación magnética
Soporte Universal
Reóstato
Pinzas de tres dedos
Pinzas nuez
Pipeta muestreadora
Tubos de ensaye...