PRACTICA 4 TERMO

Instituto Politécnico Nacional
Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas
Laboratorio de Termodinámica del Equilibrio de Fases


PRÁCTICAS DEL LABORATORIO DE TERMODINAMICA DEL EQUILIBRIO DE FASES.


PRÁCTICA N° 4
EQUILIBRIO LÍQUIDO - VAPOR DE UNA SOLUCION NO IDEAL A BAJA PRESION

GRUPO: 2IM07

PROFESOR: RODOLFO DE LA ROSA RIVERA

INTEGRANTES DEL EQUIPO:
SANTOS GARCÍA ALANJAVIER ZARAGOZA ÁLVAREZ
JONATHAN FLORES PEREZ






PRACTICA No. 4
EQUILIBRIO LÍQUIDO - VAPOR DE UNA SOLUCION NO IDEAL A BAJA PRESION

Objetivos:


1.- Preparar una serie de soluciones de cloroformo(1) y metanol(2); medir a cada una su temperatura de burbuja y la composición de los vapores, a presión atmosférica.

2.- A partir de los datos experimentales, determinar el coeficiente de actividad (i)de cada componente en cada solución.

3.- Investigar el modelo de solución (Margules o Van Laar) al que se ajusta el sistema.

4.- Corroborar el punto 3, elaborando los cálculos correspondientes y comparando los resultados con los datos experimentales.






PROCEDIMIENTO




CONSIDERACIONES TEÓRICAS

1.- Ecuación de equilibrio líquido-vapor.
Cuando un sistema multicomponente se encuentra enequilibrio en dos o más fases, se cumple:
a).- La temperatura de todo el sistema es uniforme y constante (equilibrio térmico).
b).- La presión en todo el sistema es uniforme y constante (equilibrio mecánico).
c).- El potencial químico y por lo tanto la fugacidad parcial de cada componente es el mismo en cada una de las fases (equilibrio termodinámico).
Para el caso en que las fases que forman elsistema en equilibrio sean las fases líquida y vapor, la fugacidad parcial de cada componente en esas fases está dado por las expresiones:

Fase líquida:

Fase vapor:



Igualando ambas expresiones, se obtiene la ecuación general de equilibrio líquido-vapor (método Gamma-phi).


Si el sistema se encuentra a presiones bajas ( = 1), y si los componentes del sistema son de constitución química semejantei = 1, la ecuación general de equilibrio líquido- vapor adquiere su forma más simple posible conocida como Ley de Raoult.

2.- Variables de un sistema en equilibrio.

Las variables de un sistema multicomponente en equilibrio está formado por las composiciones en fracción mol que tiene cada componente en cada una de las fases además de la temperatura y la presión; o sea:
Variables de la fase vapor:C - 1
Variables de la fase líquida: C - 1
Temperatura y presión: 2
Total de variables: 2 C
Donde C es el número de componentes del sistema.
La regla de las fases de Gibbs es una expresión que nos da el número de grados de libertad (número de variables o datos) para que un sistema esté definido (que físicamente exista):
F = C - Π + 2
Para elcaso de un problema de equilibrio líquido-vapor (Π (número de fases) = 2 ) se observa que se debe conocer como mínimo una cantidad de datos igual al número de componentes (C), siendo los demás las incógnitas.



3.- Problemas de equilibrio líquido-vapor (ELV).

En la práctica, se puede encontrar una gran variedad de problemas de ELV, todos, sin embargo pueden ser clasificados en cinco tiposbásicos:
Problema ELV
Nombre
Datos
Incógnitas
Puntos de burbuja
temperatura de burbuja
presión, comp. fase líquida
temperatura
comp. fase vapor

presión de burbuja
temperatura, comp. fase líquida
presión, comp. fase vapor
Puntos de rocío
temperatura de rocío
presión, comp. fase vapor
temperatura, comp. fase líquida

presión de rocío
temperatura, comp. fase vapor
presión, comp. fase líquida
evaporacióninstantánea (flash)

temperatura, presión y comp. global
comp. fase líquida y vapor,  (frac. Vaporizada)

La ecuación de equilibrio a presiones moderadas se escribe:

... y a presiones bajas se reduce a:




Expresión conocida como ley de Raoult modificada.

1.- Modelos de solución de mezclas binarias.
Puesto que las propiedades de la fase...