Elaboración del diagrama de fases de un sistema binario sólido-líquido mediante la técnica de análisis térmico (curvas de enfriamiento).

Universidad Central de Venezuela
Facultad de Ciencias
Escuela de Química
Laboratorio de Fisicoquímica Integrado

Elaboración del diagrama de fases de un sistema binario sólido-líquido mediante la técnica de análisis térmico (curvas de enfriamiento).


Resumen

El diagrama de fases del sistema binario Naftaleno-Difenilamina fue obtenido a partir de las curvas de enfriamiento correspondientes alos compuestos puros de Naftaleno, Difenilamina y diferentes concentraciones de la mezcla. Experimentalmente se llevó el sólido hasta su punto de fusión, se dejó enfriar y se midió el tiempo y la temperatura hasta que se solidificara, luego se graficó la temperatura medida vs el tiempo dando experimentalmente las curvas de enfriamiento, finalmente se grafican la temperatura vs la composición dela mezcla, obteniendo así el diagrama de fase del Naftaleno y Difenilamina.
La composición del punto eutéctico obtenida fue de 36% de Naftaleno y 64% de Difenilamina. A una temperatura de aproximadamente 27 ºC.
La entalpía de fusión del Naftaleno obtenida experimentalmente fue de 15,02 kJ/mol.
La entalpía de fusión de la Difenilamina obtenida experimentalmente fue de 11,72 kJ/mol.

Summary
Thephase diagram of the binary system naphthalene - diphenylamine was obtained from the cooling curves corresponding to the pure compounds , Naphthalene , Diphenylamine and different concentrations of the mixture , Experimentally solid was brought up to its melting point , allowed to cool and was measured over time and the temperature until it solidified , then the measured temperature versus timegraph experimental cooling curves giving finally the temperature vs. the blend composition are plotted , obtaining the phase diagram of Naphthalene and Diphenylamine.

The eutectic composition obtained was 36% naphthalene and 64% of diphenylamine. At a temperature of about 27 ° C.
The enthalpy of melting was experimentally obtained Naphthalene 15.02 kJ / mol.
The fusion enthalpy of Diphenylamine wasobtained experimentally 11.72 kJ / mol.
Introducción
La regla de las fases de Gibbs establece que: ( F= C – P + 2 ) para un sistema binario sólido líquido, el efecto de la presión es mínimo sobre ambas fases, luego en procesos de fusión la presión puede ser considerada constante, por lo que los grados de libertad disminuyen por una variable y la regla de las fases se reduce a:
F= C – P + 1

Elanálisis térmico se obtienen las curvas de enfriamiento experimentales por medio de la medición de los valores de temperatura y tiempo a medida que una muestra de composición determinada es sometida al cambio fisicoquímico.
Para construir un diagrama de fases se tiene que construir primero curvas de enfriamiento de sistemas de diferente composición. [1]
Esta gráfica se puede explicar de la siguientemanera: (a) La solución líquida comienza a enfriarse, disminuyendo así su temperatura a cierta velocidad. (b) A cierta temperatura comienza a separarse un sólido formado por alguno de los componentes puros. El congelamiento es exotérmico disminuyendo la velocidad de enfriamiento. A medida que el sólido se separa, la composición del líquido se hace más rica en el otro componente disminuyendo sutemperatura de fusión.
Cuando la solución alcanza una cierta composición (la composición eutéctica) el sistema se solidifica como si se tratase de una sustancia pura y la temperatura se mantiene constante (c-d), la temperatura varía nuevamente, y el cambio de pendiente se debe a la diferencia de la capacidad calorífica en condiciones de presión constante del líquido y el sólido.

Para un sistema deun componente puro en la fase líquida, los grados de libertad, según la regla de fases de Gibbs sería F= 1, siendo la temperatura la variable que describiría al sistema. A medida en que en el sistema coexisten dos fases (sólido y líquido, respectivamente), por lo que P= 2 y finalmente se obtiene que F= 0, y es de esta manera que la temperatura se convierte en una variable constante en este...