Equilibrio Vapor Liquido

Páginas: 9 (2004 palabras) Publicado: 16 de marzo de 2015
Equilibrio vapor-líquido
Las consideraciones teóricas para el estudio de la destilación son el equilibrio entre las fases de vapor y líquidos en el sistema que está sometido a esta operación unitaria.
De acuerdo con la teoría cinética, hay un continuo paso de moléculas de la superficie del líquido al espacio libre que se encuentra sobre él. Al mismo tiempo moléculas de vapor regresan a lasuperficie del líquido a una rata que depende de la concentración del vapor. A medida que la concentración de moléculas de vapor se incrementa, se va estableciendo una condición de equilibrio entre el líquido y el vapor y se llega a él cuando la rata de evaporación es exactamente igual a la rata de condensación.
La presión ejercida por la fase vapor en equilibrio con la fase liquida se conoce como lapresión de vapor. La presión de vapor de equilibrio depende no solo de la temperatura sino también de la naturaleza de los componentes y la composición en cada una de las fases.
En mezclas ideales, la presión de vapor es proporcional a la fracción molar de cada uno de los componentes acorde con Ley de Raoult. Así se pueden elaborar diagramas de presión de vapor en función de la composición de lafase líquida y la fase de vapor a temperatura constante; también es posible elaborar diagramas de punto de ebullición en función de la composición de la fase líquida y la fase de vapor a temperatura constante; también es posible elaborar diagramas de punto de ebullición en función de la composición de la mezcla para presión constante.
Experimentalmente para mezclas de dos componentes o mezclasbinarias se ha determinado las composiciones molares tanto de la fase gaseosa como de la fase líquida cuando ellas están en equilibrio, en función de la temperatura. Cuando se grafican esos datos experimentales se tienen los diagramas de punto de ebullición como el representado en la figura 6-1
Al tener una mezcla binaria con los compuesto A y B, en el diagrama de punto de ebullición, Ta representala temperatura de ebullición del compuesto A, a una presión constante P, en tanto que el componente B tiene su punto de ebullición Tb.
Se ha tomado un compuesto A cuyo punto de ebullición, Figura 6-1, consta de dos curvas que terminan en puntos iguales Ta o Tb . La curva inferior corresponde a la temperatura de ebullición de la mezcla líquida en función de la composición de la fase líquida y lacurva superior a la temperatura de condensación de la mezcla gaseosa en función de la composición de la fase gaseosa o de vapor.
 

 
Diagrama concentración-temperatura
FIGURA 6- 1
 
A la primera se le conoce como línea de puntos de burbuja mientras a la segunda línea de puntos de rocío.
El manejo de las curvas es el siguiente: Estando el sistema líquido - vapor en equilibrio para unatemperatura dada T , la composición de la fase líquida es Xa fracción mola del compuesto A, la composición de la fase gaseosa o fase vapor es Ya fracción molar del compuesto A. Las composiciones tanto del líquido como del vapor están definidas para los puntos C y D.
El significado físico de estos puntos es que la fase líquida de una composición Xa, tiene una temperatura de ebullición que corresponde ala del punto C y el vapor que se está desprendiendo en ese momento tienen una composición dada por el punto d o sea ya .
En el diagrama todos los puntos que están por encima de la curva superior representan la mezcla en estado totalmente gaseoso, los puntos por debajo de la curva inferior representan la mezcla en estado completamente líquido y para los puntos entre las dos curvas el sistemaconsiste parcialmente de líquido y parcialmente de vapor.
Los diagramas de punto de ebullición son específicos para una presión total definida. A mayores presiones la región entre las curvas de las dos fases se estrechan, como se aprecia en la figura 6-2 para la mezcla binaria Butano - Heptano.
La determinación experimental de las curvas implica procesos físico - químicos bastante complicados; para...
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