. Efecto De La Temperatura Sobre La Presión De Vapor

Instituto Politécnico Nacional
Escuela Nacional de Ciencias Biológicas
Ingeniería en Sistemas Ambientales

Laboratorio de Fisicoquímica de Materiales Peligrosos

III. Efecto de la temperatura sobre la presión de vapor y la inflamabilidad en combustibles líquidos.
IV. Generación de la presión de vapor critica para el surgimiento de la flama en materiales sólidos.
Introducción:
Lapresión de vapor es la presión de un sistema cuando el sólido o líquido se hallan enequilibrio con su vapor. A su vez, las fuerzas que causan la vaporización de un líquido son consecuencia de la energía cinética de translación de sus moléculas. Un aumento ésta energía amentaría la velocidad de vaporización y por consiguiente la presión de vapor.
La energía cinética de translación es directamenteproporcional a la temperatura absoluta. Sobre la base de esta teoría, un aumento de la temperatura originaría un aumento en la velocidad de vaporización y una mayor presión de vapor en el equilibrio. Debe recordarse que temperatura de la superficie del líquido es la que determina la velocidad de vaporización y la presión de vapor.
Dicho esto, se puede asegurar que de todas las mezclas“combustible-aire”, solamente son capaces de entrar en combustión las que tienen concentración necesaria. Esa concentración se da en “tanto por ciento” de combustible de la mezcla “combustible-aire”. Cada combustible tendrá un rango de inflamabilidad y ese rango es distinto para cada temperatura ambiente. Lo normal es que se conozca a temperatura de 20°C y presión de 1 atmosfera. Diferencias de presión y/otemperatura ambiente modifican sustancialmente el rango.
La mínima concentración de combustible para que reaccione con el aire (es decir producir una reacción de combustión rápida) se le denomina “límite inferior de inflamabilidad o explosividad”. De igual forma, la máxima concentración de combustible para producir una combustión máxima se le denomina “límite superior de inflamabilidad o explosividad”.Rango de inflamabilidad de algunas sustancias combustibles:
Tabla 1) Límites de inflamabilidad de diferentes sustancias
| Rango |
COMBUSTIBLE | Límite inferior de inflamabilidad | Limite superior de inflamabilidad |
Gasolina | 1.4% | 7.6% |
Gas natural | 5% | 17% |
Propano | 2.2% | 9.5% |
Hidrogeno | 4% | 75% |
Acetileno | 2.5% | 100% |
Los datos sobre el punto de incendionormalmente no se conocen, pero tampoco son significativos porque en el momento en que sobrepasamos el punto de inflamación ya existe el peligro de incendio.
El dato importante a tener en cuenta es el de la temperatura de inflamación porque, según esté por debajo o por encima de la temperatura ambiente puede aportarnos esa “energía de activación”. Peor lo es aun si la temperatura de autoinflamación estápor debajo de la ambiente.
A la temperatura del líquido, ala cual se generan los vapores, suficientes para alcanzar el límite inferior de inflamabilidad se le denomina “flashpoint”. Y por el contrario, si tenemos una sustancia muy cercana a la del puto de congelación, la concentración de los vapores del combustible será muy pobre y difícilmente arderá.
Observando la proporcionalidad de laconcentración del gas y la presión de vapor, se genera una ley que ayuda a comprender de mejor manera el comportamiento de este fenómeno, esta ley es la de Raoult:
Establece que la relación entre la presión de vapor de cada componente en una solución ideal es dependiente de la presión de vapor de cada componente individual y de la fracción molar de cada componente en la solución.La presión parcial deun disolvente sobre una disolución (P1)está dada por la presión de vapor del disolvente puro P1o, multiplicada por la fracción molar del disolvente en la disolución .

Es decir que la presión de vapor del soluto crece linealmente con su fracción molar
Para que se lleve a cabo la combustión es en fase gaseosa, se requiere que las moléculas presenten “actividad” (moléculas que están en...