Análisis De Mezclas Binarias


Análisis De Mezclas Binarias
(Componentes Volátiles).

Analysis Of Binary Mixtures (Volatile Components).

Digzi Paulina Galvis Escalante, Jorge Andrés Romero Pérez

Escuela de Química, Universidad Tecnológica de Pereira, Colombia
Yahve_jarzhotmail.com

Resumen— en la práctica se realizó el análisis de una mezcla binaria Etanol- Agua, con el fin de determinar el equilibrio entre las faseslíquido- vapor del sistema. Para esto se sometieron a procesos de destilación isobárica cinco mezclas Etanol- Agua con diferentes fracciones molares y se observó su comportamiento, para finalmente, con los datos obtenidos, realizar un diagrama isobárico de temperatura vs composición con respecto al componente más volátil del sistema, en este caso Etanol.

Palabras clave— Destilación, residuo,destilado, equilibrio liquido-gas, fracción molar.

I. INTRODUCCIÓN


Cuando un líquido esta en equilibrio con su fase vapor existen una serie de relaciones entre las composiciones de las fases que concurren. Dado que en este caso solo se consideran mezclas completamente miscibles, el número de fases presentes serán dos: fase liquida y fase vapor. Así pues, y de acuerdo con la regla de fases, existiránpara un sistema binario, dos grados de libertad. Es decir, a presiones y temperaturas dadas, las composiciones de ambas fases estarán fijadas

Este equilibrio se puede representar mediante gráficos isotermos o isobaros respecto a la composición molar del líquido más volátil, Para el caso presentado de la destilación de una mezcla binaria, el número de componentes y fases es dos. Si se especificandos variables del sistema (temperatura y composición, temperatura y presión, presión y composición), éste estará determinado, obteniendo sus valores del diagrama de equilibrio correspondiente.

Los sistemas binarios poseen una serie de relaciones sencillas que permiten conocer el valor de estas componentes, así la ley de Raoult establece que la presión parcial de un componente en equilibrio consu disolución, es directamente proporcional a su fracción molar en ella.



En este caso se realizó la sección experimental con una mezcla binaria compuesta por Etanol- Agua, este sistema cumple la ley de Rauolt, ya que ambos componentes son químicamente similares y se puede considerar un sistema altamente ideal.

II. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS.
Los resultados obtenidos en la prácticacorresponden:
Tabla 1. Masas y densidades del destilado y el residuo.
N°
Masa D (g).
Densidad D (g/mL).
T.c
°C
Masa R (g)
Densidad R(g/mL)
T.b
°C
A
4.1667
0.8333
23
4.8140
0.9628
80
B
4.1178
0.8236
24
4.7738
0.9548
76
C
4.0805
0.8161
25
4.3820
0.8764
75
D
4.0671
0.8134
27
4.2293
0.8459
74
E
4.0212
0.8042
28
4.1526
0.8305
73


Donde:
D: destilado.
R: Residuo.Empleando las tablas que relacionan la densidad a 25°C y el porcentaje de etanol en la solución se obtiene:

Muestra B: 15 mL de agua +21 mL de etanol al 95 %.

Densidad del destilado a 25°C: 0.8236 g/mL
Su correspondiente valor de etanol es de : 86.17 %.

Densidad del residuo a 25°C: 0.9548 g/mL.
El valor de porcentaje de etanol en solución es de: 27.58 %
Los demás resudados se encuentranen la tabla a continuación:

Tabla 2.Porcentajes de etanol en solución para el destilado y el residuo recogidos.

N°
% etanol D(g/100g)
% etanol R(g/100g)
A
82.34
22.46
B
86.17
27.58
C
89.06
64.52
D
90.08
77.23
E
93.465
83.45

Luego de ya tenidos los porcentajes se hace la conversión a fracciones molares:

Muestra B:

% Etanol del destilado: 86.17 %

Moles de etanol:
Moles de agua:

Fracciónmolar:

% Etanol del residuo: 27.58 %

Moles de etanol:
Moles de agua:

Fracción molar:

Nota: se debe tener en cuenta que el porcentaje de etanol de destilado corresponde al del vapor y el porcentaje de etanol del residuo al del líquido.

Se reportan los demás datos en forma tabulada:

Tabla 3. Fracciones molares de los destilados y los residuos.

N°
Destilado.
Residuo.
A...