Practica 3 ELV

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL.



ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS



DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA INDUSTRIAL


LAB. DE TERMODINAMICA DEL
EQUILIBRIO DE FASES


PRÁCTICA No. 3:
“EQUILIBRIO LIQUIDO-VAPOR DE UN SISTEMA
QUE OBEDECE LA LEY DE RAOULT”


EQUIPO:




GRUPO: 2IM05 6 DE FEBRERO DEL 2015
Práctica No. 3“Equilibrio Liquido-Vapor De Un Sistema Que
Obedece La Ley De Raoult”

*Objetivos:
1. Observar el comportamiento de un sistema binario.
2. Construir los diagramas de temperatura y composición del líquido y del vapor.
3. Comparar con los datos de temperatura y composición obtenidas con la ley de Raoult.

*Introducción:
La presión de vapor es la presión dominante a una determinada temperatura en unrecipiente con vacío el cual se llena parcialmente con una sustancia, la cual se evaporara parcialmente, así se alcanzara un estado de equilibrio. Existen tablas en las que se pueden encontrar directamente las presiones de vapor de sustancias puras a diversas temperaturas. También puede obtenerse mediante fórmulas empíricas, como la de Antoine P = exp[A+B/(T+C)], estando tabulados los coeficientesA,B y C para muchas sustancias.
Ahora supóngase un recipiente lleno de líquido A a una temperatura To. Si la presión externa sobre ella es P y se le aporta calor, se aumentara su presión de vapor y temperatura del líquido, de modo que ambas presiones tienden a igualarse, cuando eso sucede comenzara la ebullición. La temperatura a la cual se igualan ambas presiones es el punto de ebullición a lapresión P, si esta presión es 1 atm será el punto de ebullición normal. Si se continúa agregando calor, la temperatura seguirá constante mientras haya líquido, aumentando cuando toda la sustancia este en fase gaseosa.
Ahora en una mezcla ideal de dos sustancias en fase liquida A y B, esto indica que la interacción de las moléculas de A con las de B es igual a la que se da entre moléculas de A oentre las de B, también el volumen de la mezcla es la suma de los volúmenes de A y B por separado, que el calor de la mezcal es nulo y además que el equilibrio líquido-vapor obedece la Ley de Raoult.
La Ley de Raoult estable que la presión parcial de una sustancia en el equilibrio es igual a su presión de vapor por la fracción molar en la fase liquida. Esta expresada de la siguiente manera:
PA= P0A (T) XA


Si se introduce una mezcla de A y B en un recipiente en el que se ha hecho vacío y en el que se mantiene una temperatura constante, se vaporizan A y B hasta llegar a un estado de equilibrio donde la presión total de vapor de la mezcla, de acuerdo a la Ley de Raoult, se dará de la siguiente manera:
P = PA + PB = PoA (T) XA + PoB (T) (1-XA)

XA = la composición de la faseliquida en el equilibrio, diferente de la composición inicial de la mezcla
La presión total es menor que PoA , la presión de vapor del más volátil y mayor que PoB, la presión de vapor del componente pesado.



*Desarrollo experimental:
1. Colocar las probetas sobre la mesa de trabajo y el refractómetro.
2. Preparar mezclas binarias que contengan 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 y 90% de uno de loscomponentes, metanol e isopropanol.
3. Los volúmenes de cada solución pueden calcularse con la ayuda de las siguientes formulas, tomando en cuenta que los subíndices 1 son relacionadas al metanol y el 2 serán de isopropanol.


4. Medir los índices de refracción de cada una de las mezclas a una temperatura determinada de 15°C a 20°C, empleando el refractómetro de Abbe, así como los índices derefracción de los componentes puros.
5. Poner la solución en el hervidor, suministrar calor con agitación hasta que la solución alcance el punto de ebullición; cuando la temperatura sea constante y observe en el interior de la concavidad la forma de condensado, tomas el dato de temperatura (temperatura de burbuja).
6. Tomar una muestra del condensado por medio de una pipeta delgada y...