Punto triple

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Objetivos

Identificar en que consiste el punto triple

Determinar las condiciones en las que se observa el fenómeno de punto triple en el benceno

Identificar estas condiciones en base a un diagrama de fases que muestre relación entre la curva de la presión de vapor del líquido, la curva de la presión de vapor del sólido, la curva del punto de fusión en función de la presión y el puntode equilibrio sólido/líquido/vapor.

Determinar como se obtiene el punto triple

Introducción

En los diagramas de fases se indican los intervalos de existencia de las distintas fases (gaseosa, líquidas, sólidas) en función de la presión de vapor (o presión mecánica sobre el sistema) y de la temperatura.

En el punto triple Las tres fases, sólida, liquidez y gaseosa están en equilibrio. Ala temperatura del punto triple, el agua y el hielo tienen la misma presión de vapor.

Un sólido sublimará a cualquier temperatura por debajo del punto triple cuando la presión es menor que la presión de vapor de equilibrio.

LEY DE LA FASES DE GIBBS
Los grados de libertad de un sistema coinciden con el número de constituyentes independientes más dos, menos el número de fases:
V = c – f + 2El número f de fases gaseosas será siempre uno, mientras que el número de fases líquidas puede ser dos o más si se tiene en varios líquidos inmiscibles unos en otros, y el número de fases sólidas puede ser más elevado.
Los grados de libertad del sistema v son el número de condiciones que pueden modificarse libremente (temperatura, presión, concentraciones, presiones parciales) a las que puedendarse a prioridad y simultáneamente unos valores sin modificar la especie de sistema y sin correr el riesgo de que desaparezca una fase, y c es el número mínimo de cuerpos puros por medio de los cuales puede expresarse la composición de cada una de las fases del sistema.
Consideremos, por ejemplo, diagrama de fases del agua y dentro de él la línea que se refiere al equilibrio entre agua líquida yagua vapor, H2O (l) = H2O (v). En este caso el número de componentes c = 1, el número de fases f = 2 y por tanto v = 1. El sistema es uni-variante. Si se fija la temperatura queda fijada la presión (o viceversa). Si estuvieran presentes las tres fases, como ocurre en el punto triple, el sistema sería invariante, es decir v = 0.



Una fase se determina como parte de un sistema, separadas delresto del sistema por una frontera física o una superficie, que puede ser continua o no. En este diagrama se muestran las tres fases: un gas, un líquido y un sólido. Es posible tener más de una forma cristalina del agua y, si hay dos de ellas presentes, representara dos fases distintas.

Un diagrama dado cubre un margen de temperatura y de presión, en el cual se encuentra nada más una formacristalina, que puede estar constituida por un cristal grande o por muchos cristales pequeños. En el segundo, la frontera de las fases es discontinua.

La figura anterior ilustra la relación entre la distribución en el punto de fusión del agua y el aumento en la presión.

Debe recordarse que esta disminución del punto de congelación a causa de la presión es característica únicamente del agua y unnúmero muy limitado de otras sustancias. La mayoría de las sustancias muestran el efecto contrario.

Los sólidos, al agua que los líquidos, muestran presiones de vapor que aumentan al subir la temperatura. Si se separa constantemente el vapor de un sólido, el sólido pasara directamente al estado de vapor sin atravesar por el estado líquido. Este cambio se conoce como sublimación. Al igual quedurante la fusión y la evaporizaron, en el proceso se absorbe calor que se conoce como calor de sublimación.

Equipo empleado

Matraz redondo de dos bocas
Termómetro
Vaso de precipitados de 2000 mL
Refrigerante Recto
Frasco de dos a tres litros, de boca ancha
Tubo en “U” como manómetro
Bomba de vacío

Procedimiento
Material y Equipo Utilizado:
Matraz redondo de dos bocas...
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