Calculo del coeficiente de fugacidad y Fugacidad en mezclas gaseosas

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA
QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUIMICA INDUSTRIAL
Termodinámica del equilibrio de fases

“Calculo del coeficiente de fugacidad y Fugacidad
en mezclas gaseosas”
INTEGRANTES:
• MACUIL GUEVARA ALFONSO
• MARTIN MONDRAGON SANDRA
• MONTERROSAS ORTIZ NATALIA
• MONTIEL GARCIA DIANA
• RICO SOLIS BRAYANURIEL
• TABON ABDON ANA LUISA
Grupo: 2IM41

FUGACIDAD


La fugacidad (f) es una medida de la
tendencia de una sustancia a escapar
de una fase. También podemos ver a la
fugacidad de un gas como la presión
efectiva que ejerce el gas.



Para gases ideales el coeficiente de
fugacidad vale 1 y, por tanto, la presión
y la fugacidad son iguales.

FUGACIDAD EN MEZCLAS GASEOSAS


Proporciona una medida de la
desviación del comportamiento
del gas con respecto del gas
ideal.
Para un componente en una mezcla
y= fracción
molar
gaseosa se define al
coeficiente
de
f= fugacidad
fugacidad como: P= presión
p= presión parcial
“∧” = el supraíndice indica
componente en una
solución
“i” = el subíndice indica el
componente.



Por otro lado, en una mezclade gases
perfecta, se cumple:
y= fracción molar
f= fugacidad
P= presión
p= presión parcial
“∧” = el superíndice indica
componente en una
solución
“i” = el subíndice indica el
componente.
“°” condición normal (P y
T)



De esta manera, podemos definir el
modelo de solución ideal de gases
como:
y= fracción molar
f= fugacidad
P= presión
p= presión parcial
“∧” = el supraíndiceindica
componente en una
solución
“i” = el subíndice indica el
componente.
“°” condición normal (P y T
son a lo que se encuentra
la solución)







Este modelo es aceptable cuando: la presión
es baja; o bien a presiones moderadamente
altas (y además yi → 1).
No es buena aproximación cuando: las
composiciones son del mismo orden
(ninguno tiende a uno, yi → 1), y laspropiedades de las moléculas de los
componentes son bastante diferentes entre
sí.
Solo se puede utilizar a moderadas presiones
si las propiedades de los integrantes de la
mezcla son muy similares entre sí.

DEDUCCIÓN DE FORMULAS
 

 

 

 

(1)

(2)

(3)

(4)

 

(4) En
(3)

 
 

(5)

 
(6)
 

 

(7
)

 

 

 

 

(8
)

 
(9)

 

(10)
  

 

Sustituir (9) en (1)

 

(11)

 

 
(12)

 
(13)

Si no nos dan los valores de la mezcla se
calculan mediante las siguientes fórmulas:
 

 
 

 

 

 
 

 

 

 

 

EJERCICIO:


Estime Ø1 y Ø2 mediante ecuación
viral para una mezcla equipolar de
metil-etil-cetona y tolueno a 50 °C Y
25 Kpa.
ij

Tcij/k

Pc
ij/bar

Vcf∫ /

Z ajW ij

11
11
22
22
12
12

535.5
535.5
591.8
591.8
563
563

41.5
41.5
41.1
41.1
41.3
41.3

267
267
316
316
291
291

0.249
0.249
0.264
0.264
0.256
0.256

0.323
0.323
0.261
0.261
0.293
0.293

SOLUCIÓN:
 FORMULA
 


Tr =

Dar temperatura en [K]

R=83.14 bar/molk
donde :

Tr=temperatura reducida
B°= coef. Virial
B’= coef. Virial
w= factoracéntrico

Kenneth Pitzer y Robert Curl consideran un factor acéntrico(w) que corrige la
forma esférica de una partícula; si la esfera es perfecta w=0, si por el contrario
es diferente de 0 pierde esfericidad
CON LA FORMULA DE 2° COEFICIENTE VIRIAL UTILIZAMOS EL FACTOR
B° Y B’ QUE SON FUNCIONES DE LA CORRELACIONES GENERALIZADAS
DEL 2DO COEFICIENTE VIRIAL

2da Correlación
z=1+(Bo+B’w)
Bo=Se emplea cuando la Pr ≤ 2
B’=

PARA
LA MEZCLA
 


 

FORMULA
Tr=

SUSTITUCION

==0.6034
=0.083SUSTITUCION:

=0.083-=-0.86

PARA
LA MEZCLA
 


 

=0.139-

SUSTITUCION:

=0.139-=-1.30
PARA MEZCLAS SE USA LA SIGUIENTE FORMULA

=(B°+ B’)
SUSTITUCION:

=(-0.86+0.3231(- 1.30))
=-1373.0850

PARA
LA MEZCLA
 
 FORMULA
 

R=83.14 bar/molk



Tr =...