Determinación de la isoterma de solubilidad de un sistema ternario

DETERMINACIÓN DE LA ISOTERMA DE SOLUBILIDAD
DE UN SISTEMA TERNARIO
OBJETIVO
Obtener experimentalmente la curva de solubilidad para un sistema ternario a una temperatura determinada.
INTRODUCCIÓN
Los diagramas ternarios son aquellos que representan el equilibrio entre las distintas fases que se forman mediante tres componentes, como una función de la temperatura. Normalmente, la presión noes una variable indispensable en la construcción de diagramas de fases ternarios, y por lo tanto se mantiene la presión de 1 atm. La concentración de cada uno de los tres componentes puede ser expresada ya sea mediante % en peso o fracción molar. La suma de las concentraciones de los tres componentes debe llegar hasta 100%. El triángulo de Gibbs es usado para determinar la composición general. Eltriángulo de Gibbs es un triángulo equilátero sobre el cual los componentes puros están representados en cada vértice.
La cantidad de variables que pueden fijarse arbitrariamente en un sistema termodinámico puede calcularse mediante la regla de las fases:
L= C – F + 2
L; No. de grados de libertad
C; No. de componentes químicos
F; No. de fases
En un sistema de tres componentes, los grados delibertad son F= 3-P+2 =5-P. Si el sistema consta de sólo de una fase se necesitan cuatro variables para describirlo, que pueden tomarse convenientemente como T, p, x1, x2. No es posible dar una representación gráfica completa de estos sistemas en tres dimensiones y mucho menos en dos. En consecuencia, es costumbre representar el sistema a presión y temperatura constantes. Los grados de libertad ovariables que necesitamos conocer para describir un sistema, son por consiguiente, F= 3-P, de modo que el sistema tiene como máximo dos variables y puede representarse en el plano. Después de fijar la temperatura y la presión, las restantes son variables de composición x1, x2 y x3, relacionadas mediante x1 + x2 + x3 = 1. Especificando dos de ellas se fija el valor de la tercera. El método de Gibbsy Roozeboom emplea un triángulo equilátero para la representación de la gráfica. Los vértices del triángulo representan el 100% de A, el 100% de B y el 100% de C. las líneas paralelas AB representan los varios porcentajes de C. cualquier punto de la línea AB representa un sistema que contiene el 0% de C.

MÉTODO EXPERIMENTAL
1. Prepare mezclas de agua y tolueno que contengan 10, 20, 30, 40,50, 60, 70, 80 y 90 % en volumen de agua. El volumen total de cada mezcla debe ser de 10 ml.
2. Las mezclas se estratificarán formando dos capas, la inferior de las cuales es la acuosa. Cuando se agita se forma una dispersión que se caracteriza por su turbidez, pero las dos capas se vuelven a separar inmediatamente al cesar la agitación.
3. Estas mezclas se titulan con ácido acético hastaque desaparezca la turbidez que se produce con la agitación.
4. En el proceso de titulación después de cada adición de ácido acético, agite vigorosamente durante varios segundos y observe si las capas mantienen su estratificación o si se produjo la homogenización del sistema. Registre el dato.
5. Los datos de Peso molecular y densidades, se registraron a partir de las etiquetas de losreactivos utilizados.

OBSERVACIONES
* Para que el desarrollo de la práctica sea lo más rápido posible los experimentos se repartieron entre dos equipos y se intercambiaron los datos obtenidos.

RESULTADOS Y CÁLCULOS
MEZCLA | H2O (mL) | TOLUENO (mL) | ÁCIDO ACÉTICO GLACIAL (mL) |
10% | 1 | 9 | 12 |
20% | 2 | 8 | 15.5 |
30% | 3 | 7 | 18.1 |
40% | 4 | 6 | 21.1 |
50% | 5 | 5 | 23.1|
60% | 6 | 4 | 22 |
70% | 7 | 3 | 20.1 |
80% | 8 | 2 | 19.6 |
90% | 9 | 1 | 15.9 |

1. Determine las fracciones molares de cada uno de los componentes para cada una de las mezclas.
x1=nntotal

* Cálculos para el número de moles del Agua
PM= 18g/mol

MEZCLA | H2O (mL) | n=m(g)PM(gmol) | n (moles) |
10% | 1 | n=118 | 0.0556 |
20% | 2 | n=218 | 0.1111 |
30% | 3 |...