equilibrio liquido vapor


Instituto tecnologico de orizaba




Materia: FISICOQUIMICA



Alumnos: Jaramillo moran pedro Alonso y Vázquez cruz Isaac




Fecha: 13/mayo/14




EQUILIBRIO LIQUIDO-VAPOR
Si un recipiente cerrado, en el quepreviamente se ha hecho vacío, se llena parcialmente con una sustancia líquida A, ésta se evaporará parcialmente, (si está en cantidad suficiente para que el proceso no sea total), de modo que se alcanzará finalmente un estado de equilibrio en el que la presión reinante en el recipiente es la presión de vapor de la sustancia a la temperatura considerada, . Existen tablas en las que se puedenencontrar directamente las presiones de vapor de sustancias puras a diversas temperaturas. También puede estimarse mediante fórmulas empíricas, como la de Antoine: , estando tabulados los coeficientes A, B, y C para muchas sustancias.
Supóngase ahora un recipiente lleno de líquido A a una temperatura T0, de modo que una de sus paredes es móvil. Si la presión externa sobre ella es P ~(  y se le aportacalor, se aumentará la temperatura del líquido y su presión de vapor, de modo que ambas presiones tienden a igualarse. Cuando eso sucede se formará la primera burbuja de vapor, es decir, comienza la ebullición. La temperatura a la cual se igualan ambas presiones es el punto de ebullición a la presión P. Si ésta es 1 atm tendremos el punto de ebullición normal. Si se sigue aportando calor, estatemperatura permanece constante entre tanto haya líquido, aumentando de nuevo cuando toda la sustancia esté en fase gaseosa.
Consideremos ahora una mezcla ideal de dos sustancias en fase líquida, A y B. Eso quiere decir, entre otras cosas que: a) la interacción de moléculas de A con moléculas de B es idéntica a la que se da entre las moléculas de A o entre las de B; b) el volumen de mezcla es la sumade los volúmenes de A y B por separado; c) el calor de mezcla es nulo; d) el equilibrio líquido-vapor obedece la ley de Raoult.
La ley de Raoult establece que, en el equilibrio, la presión parcial de una sustancia es igual a su presión de vapor por la fracción molar en la fase líquida, es decir:
 , y también  (13.1)
Si se introduce una mezcla de A y B en un recipiente en el que se ha hecho elvacío y en el que se mantiene una temperatura constante, se vaporizarán A y B hasta alcanzar un estado de equilibrio en el que la presión reinante será la presión total de vapor de la mezcla, P, que de acuerdo con la ley de Raoult, tendrá el valor:
(13.2)

siendo XA la composición de la fase líquida en el equilibrio, diferente de la composición inicial de la mezcla. La presión total es menorque , la presión de vapor del más volátil, y mayor que , la presión de vapor del componente pesado. La figura 13.1 muestra el diagrama de equilibrio a una temperatura T constante.














Fig. 13.1. Equilibrio L-V a T cte. Mezclas ideales (Fuente: Treybal, 1993, pp.385).

Fig. 13.2. Equilibrio L-V a P cte. Mezclas ideales (Fuente: Treybal, 1993, pp.381).
Considérese de nuevouna cámara con la tapa desplazable en la que se mantiene una presión P constante. Supóngase que está llena de una mezcla de A y B, de composición XA0. Al aportar calor se irá elevando la temperatura y se llegará un momento en el que la presión de vapor de la mezcla iguale a P. A esta temperatura se llama punto de burbuja a P, y a ella se forma la primera burbuja de vapor. La composición del vapor,según la ley de Dalton, será:
 









CRITERIO DE EQUILIBRIO;
En un proceso químico, el equilibrio químico es el estado en el que las actividades químicas o las concentraciones de los reactivos y los productos no tienen ningún cambio neto en el tiempo. Normalmente, este sería el estado que se produce cuando una reacción reversible evoluciona hacia adelante en la misma proporción...