“Equilibrio De Sistemas De Tres Componentes”

“Equilibrio de Sistemas de tres componentes”

OBJETIVOS:
1. Elaborar el diagrama de equilibrio de fases para el sistema Cloroformo-Ácido Acético-Agua, aplicando el triangulo de Gibbs-Roozeboom.
2. Determinar las líneas de unión del sistema Cloroformo-Ácido Acético-Agua.

3. INTRODUCCIÓN
En este tipo de sistemas se tienen 4 variables independientes: presión, temperatura y dosconcentraciones.
En materiales cerámicos, dada la naturaleza y estabilidad de los compuestos con que habitualmente se trabaja, es posible debido a sus bajas presiones de vapor, despreciar el efecto de la presión en el estudio de diagramas de equilibrio de fases, de tal forma que la relación que da cuenta del fenómeno queda:
P+F=C+1 (sistemas condensados)
Donde: 4 fases: invariante (F=0)
3 fases:univariante (F=1)
2 fases: bivariante (F=2)
1 fase = trivariante (F=3)
La existencia de un campo monofásico es lo que define el tipo de diagrama para representar un sistema ternario.
Al requerirse 3 variables para expresar el equilibrio heterogéneo de un sistema ternario, la representación gráfica necesaria debe ser tridimensional. Si se toma el plano x-y para graficar las concentraciones, y lacoordenada z para expresar las temperaturas, se tendrá una representación como:

fig: representación prismática tridimensional para el equilibrio heterogéneo de un sistema ternario

El triángulo equilátero elegido para representar las concentraciones de un sistema ternario tiene la enorme ventaja de ser una figura muy regular con bastantesimetría, y con una geometría muy simple. A continuación se verán las propiedades geométricas que se usan al estudiar el equilibrio heterogéneo en sistemas ternarios.

1) El triángulo equilátero tiene iguales sus lados, sus ángulos internos y externos, sus alturas, sus transversales de gravedad y sus bisectrices. Cada altura coincide con la transversal de gravedad, con la bisectriz y con la simetralcorrespondiente de modo que el baricentro es a la vez ortocentro y centro del triángulo.

2) Si los lados del triángulo expresan las concentraciones de A, B y C (en fracciones molares o en porcentaje en peso), entonces la concentración de A, B y C de un punto P cualquiera en el interior del triángulo viene dada por:
AB’= xB (o porcentaje de B);
BC’ = xC (o porcentaje de C);
CA’ = xA (oporcentaje de A);
Si el punto P está expresado en coordenadas dadas en porcentaje en peso, no tiene porqué coincidir con el punto P equivalente, expresado en coordenadas dadas en fracciones molares.

3) Una transversal cualquiera, por ejemplo CQ en la figura, es el lugar geométrico de los puntos que cumplen la condición xA/ xB= constante, o bien %A/ %B= constante, en el caso que el triángulo estéexpresado en porcentaje en peso.

4) Una paralela a cualquier lado del triángulo, por ejemplo MN / AB en la figura, debe satisfacer la relación que la suma de las concentraciones de los componentes ubicados en el lado paralelo es constante. Así, para MN se tiene xA +xB = 1 – xC = constante, o bien (%A +%B)=100-%C = constante.

5) Si se elige, por ejemplo el punto P ubicado en el interior deltriángulo AQC de la figura, las concentraciones de él pueden quedar expresadas en términos de A,Q y C, pero es imposible expresarlas en términos de Q, B y C porque el triángulo QBC ni siquiera contiene al punto P.



4. DESARROLLO EXPERIMENTAL

5. RESULTADOS
Tabla 1.- Cantidades a utilizar en e experimento de equilibrio cloroformo-ácido acético-agua.Ácido acético (mL) | Cloroformo (mL) | Agua/ (mL) a TA |
4.7 | 0.3 | 10.5 |
4.5 | 0.5 | 5.0 |
4.1 | 0.9 | 3.3 |
3.4 | 1.6 | 1.5 |
2.6 | 2.4 | 1.0 |
1.7 | 3.3 | 0.2 |
1 | 4 | 0.2 |

* Isotermas de equilibrio de fases en sistemas de tres componente.

* Determinación de las líneas de unión
Para determinar las líneas de unión empleamos dos embudos de separación, con las...