Practica 3 "Equilibrio entre fases para una sustancia pura"

 Instituto Politécnico Nacional
Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas

Laboratorio de Termodinámica del Equilibrio de Fases

Practica N°1
Equilibrio de Fases para una Sustancia Pura


Prof.: Rodolfo de la Rosa


Grupo: 2IV41



Objetivos:
1.- Medir la presión de vapor de un líquido a diferentes temperaturas o medir la temperatura de ebullición de unlíquido a diferentes presiones.
2.- Observar que los datos experimentales se ajustan a la ecuación de Clausius-Clapeyron.
3.- Usando la ecuación de Clapeyron, determinar el calor latente de vaporización de la sustancia estudiada y compararlo con el valor bibliográfico.
4.-Comparar en forma gráfica los datos experimentales con los bibliográficos.

Introducción:
Los estudios de los equilibriosentre fases se van a introducir con algunos sistemas químicamente sencillos, los cuales están constituidos por una sola sustancia química o componente. Pero con esto lo que se pretende es que la composición de todas y cada una de las fases presentes queden del todo determinadas, al especificar una sola sustancia química en el sistema. Las fases presentes en un sistema de un solo componente paradiferentes presiones y temperaturas pueda representarse en forma adecuada en diagramas que dan P en función de T.
    El establecimiento de la regla termodinámica que rige el equilibrio que puede aparecer entre distintas fases, en cualquier sistema, requiere la definición previa y precisa de tres conceptos. El primero es el llamado fase, la cual se define como la parte de un sistema que en sutotalidad es uniforme física y químicamente. Una fase puede consistir en cierta cantidad pequeña o grande de materia que puede estar en una sola porción o dividida en diferentes porciones más pequeñas; sin embargo, esta fragmentación no debe alcanzar las dimensiones moleculares.
    Es ahora necesario considerar de qué información se debe disponer para especificar la composición química de unsistema. En relación con este problema, se ha hecho familiar la palabra componente, a la cual está ligada una definición rigurosa del la misma. El número de componentes se define como el menor número de especies químicas diferentes e independientes, necesario para describir la composición de cada una de las diferentes fases del sistema.
    Algunas propiedades de cada fase de un sistema sonindependientes de la cantidad de fase presente. Las propiedades características de las fases de un sistema por separado, e independientes de la cantidad de materia que existe en cada fase, se llaman propiedades intensivas. En cambio, otras propiedades, como peso y volumen de cada fase, que dependen de la cantidad de materia de la fase, se conocen como propiedades extensivas, Las propiedades de este últimotipo no importan tanto en el estudio del equilibrio entre fases.
    Por ejemplo, un sistema de una sola fase y un solo componente tiene muchas propiedades intensivas. Para describir exactamente el estado de un sistema tan sencillo, se pueden medir y reseñar su presión, temperatura, densidad, índice de refracción, calor específico y así sucesivamente. Sin embargo, la experiencia ha enseñado que noes necesario especificar todas estas propiedades para caracterizar propiamente al sistema.
    Fruto de estas observaciones es que solo se requiere fijar arbitrariamente unas pocas propiedades intensivas de una sustancia, o dicho de otra forma, sólo se necesita que estas queden especificadas para definir el estado de la sustancia. El número de grados de libertad de un sistema se define como elmenor número de variables intensivas que es necesario determinar para fijar los valores de todas las demás variables intensivas. Otra forma de establecer esta definición, que en ocasiones es más fácil de aplicar, es que el número de grados de libertad es el número de variables intensivas que se pueden modificar arbitrariamente sin que varíe el número de fases del sistema.
Los estudios de los...