Equilibrio físico
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Curso Teórico de Fisicoquímica 103 - 2011
Curso Teórico de Fisicoquímica 103 - 2011
Primer Hemisemestre
• Equilibrio Físico en sistemas multicomponentes • Equilibrio Químico • Cinética Química: conceptos básicos
Equilibrio físico en sistemas multicomponentes
15.
(Repaso)
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(Repaso)
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Sistemas de un solo componente Equilibrio de fases de unasustancia pura:
Diagrama P-T
P
Calentamiento (enfriamiento) a P=cte. de un compuesto puro (A)
Eq S-L
Líquido Sólido
Diagrama bidimensional para representar estados del sistema
P Líquido Sólido P1
Regla de las Fases L=C–F+2
Eq L-V Eq S-L-V Eq S-V
Vapor T
F=1 L=2 F=2 L=1 F=3 L=0 Fmáx= 3 Lmin= 0 Fmin= 1 Lmáx = 2
Vapor Tc T Tc: temp. de fusión (o temp. de congelación) de A aP=P1 En el punto P1-Tc se tiene L = 0
(Repaso)
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Compresión a T cte.
(Repaso)
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Sistemas multicomponentes
P Líquido Sólido P2 Pcond.
Expresión de la composición-1
• Fracción molar (x molar): xi = ni/nT – ni = número de moles de i – nT = número de moles totales
Vapor T1
P1
L=0, presión se mantiene constante
T
• Fracción másica (x másica): xi = wi/wT – wi = masa dei – wT = masa total
1
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(Repaso)
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(Repaso)
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Expresión de la composición-2
• Fracción molar de una fase (ej.: líquida):
Equilibrio de fases de sistemas multicomponentes
DIAGRAMA DE FASES T-X PARA SISTEMAS BINARIOS: caso líquido-vapor
T
– ni,L= número de moles de i en la fase líquida – nT,L = número de moles totales en la fase líquida
• Fracción molarglobal:
xi,L = ni,L/nT,L
vapor l+v
P = cte.
– ni,= número de moles de i en todo el sistema (ni,L+ ni,V) – nT = número de moles totales en todo el sistema (nL+ nV)
Xi = ni/nT
líquido
0 1
xA
(Repaso)
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(Repaso)
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Calentamiento a P y X global constante (sistema cerrado)
Calentamiento (enfriamiento) a P=cte. de un compuesto puro
Tf
T
vapor a b
l+v
T1To T2 P1
P Líquido Sólido
líquido
0
yV
Xo
xL
1
Tc
Vapor
Regla de la palanca
m líq mvap
X -y = = 0 V b x L - X0 a
T
Tc: temp. de fusión (o temp. de congelación) a P=P1 En el punto P1-T1 se tiene L = 0
(Repaso)
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(Repaso)
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Un solo componente (A) a P cte
T
Agregado de un soluto B al compuesto A (a P=cte.)
Líquido L = 1
L=C–F+2Temperatura de congelación de la disolución líquida (Tc) es menor que la de A puro (Tc,A).
Tc
Eq. Sólido + Líquido L = 0
Sólido L = 1
xA = 1
2
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(Repaso)
27 Equilibrio entre la disolución y el sólido B puro
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Relación entre Tc y XA para equilibrio entre la disolución y el sólido puro A.
D H f ,A 1 1 ln x A = R Tc T C ,A
T
c,A
÷ ÷
DH f ,B 1 - 1 ÷ ln x B = R T T ÷
c
C ,B
Disolución ideal
Tc,A
P=cte
Curva de equilibrio sólidolíquido
Tc,B TE
3 fases en equilibrio: L = 2-3+1= 0
xA=1
xA=0
xA=1
xE
xB=1
Diagrama de equilibrio de fases sólido-líquido de A y B P=cte. Tc,A Tc,B Te
29
30
DIAGRAMA DE FASES PARA SISTEMAS BINARIOS CONDENSADOS
Estudio de diagramas a P = cte. • Primercaso a estudiar:
Sistema con: Eutéctico simple Miscibilidad total en fase líquida Inmiscibilidad total en fase sólida
xA=1
xE
xB=1
Te: temperatura eutéctica (3 fases en equilibrio)
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Tc,A
A(s) + d.l.
Disolución líquida P (d.l.)
Tc,A
T
(a)
P
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B (s) + d.l.
Tc,B Te
• • • • • •
A(s) + B(s) inmiscibles
Zonas Punto eutéctico Curva de saturación ocongelación Regla de las fases Rango de la temp. de fusión Regla de la palanca
Tc,B
Te
xA=1
XA
xA
xB=1
xA=1
xB=1
En el punto (a) se tendrá: equilibrio a la temperatura T entre sólido A puro y disolución líquida de composición XA
3
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Diagrama real a escala:
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34
Análisis Térmico Técnica experimental para estudio de equilibrio de fases.
•...
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