Eutectico

República Bolivariana de Venezuela. Universidad de los Andes. Facultad de Ingeniería. Escuela de Química. Laboratorio de Fisicoquímica. Mérida-Edo. Mérida.

EQUILIBRIO SOLIDO-LIQUIDO. SISTEMAS CON DOS COMPONENTES
Rafael Angel Chávez Ortega Abril 2010.

Resumen Los sistemas de dos o más componentes que se encuentran en estado sólido, presentan variaciones en sus temperaturas de fusión deacuerdo a la composición de estos dentro de dicho sistema, es decir, la temperatura a la cual la mezcla de sólidos pasa a su estado líquido (se funde) es función directamente de la temperatura. La forma en la que el punto de fusión se encuentra experimentalmente es cuando en el termograma no se registra una variación considerable de la temperatura. La determinación del diagrama de fases para unsistema sólido-líquido se realiza midiendo distintas temperaturas antes y después de la fundición de sólidos de distintas composiciones. En esta experiencia trabajamos con una mezcla de sólidos conformados por Naftaleno y Ácido Benzoico. 1. INTRODUCCIÓN. En el conjunto de diagramas de fases para dos componentes, se observan comportamientos diversos en los cambios de fase líquido-sólido. El más sencillode estos casos es aquel en el cual los componentes son totalmente miscibles en la fase solido. En la figura 1 se presenta un diagrama binario solido-liquido. Cuando un líquido puro es enfriado en forma controlada, su temperatura disminuye continuamente y en forma proporcional a su calor especifico, hasta que se inicia el cambio de fase al estado sólido, esto se observa en el segmento A de la curvaa 0% Cd en la figura 1. A partir de ese instante, la temperatura del sistema permanecerá constante por un período que puede relacionarse con el calor de fusión de la sustancia como se aprecia en el segmento B. Cuando todo el líquido ha solidificado y persiste el enfriamiento, la temperatura continuará descendiendo, esta vez proporcionalmente al calor especifico del compuesto en fase sólida(segmento C). Se dice que en las etapas de enfriamiento B se retira calor latente (por la concurrencia del cambio de fase), mientras que en A y C se extrae calor sensible del sistema (no se observa este cambio).

Figura 1. Sistema Bi-Cd

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SÓLIDO-LÍQUIDO (EUTÉCTICO)

La trayectoria conformada por A, B y C constituye una curva de enfriamiento, y la técnica de construcción de curvas deenfriamiento por retiro controlado de calor de un sistema se denomina análisis térmico. Las líneas de equilibrio sólidolíquido de binarios donde los compuestos son totalmente miscibles en fase líquida, e inmiscibles en fase sólida pueden construirse mediante la ley de solubilidad ideal: ln( ) =
−∆,

Objetivos Específicos: -Construir el diagrama de fase sólidolíquido del sistema Naftaleno-Ácido Benzoicoa través del análisis térmico de curvas de enfriamiento. -Determinar la temperatura y composición eutéctica del binario Naftaleno-Ácido Benzoico. -Calcular el calor de fusión de los componentes del sistema mediante la aplicación de la ecuación de solubilidad ideal de un soluto. 3. PARTE EXPERIMENTAL Materiales y Reactivos -8 tubos de ensayo. -1 vaso de precipitados de 250ml. -2 termómetros de150ºC. -Soporte universal y pinzas. -Mechero, trípode y rejilla. -2 morteros. -Balanza analítica con 0,001g precisión. -Naftaleno. -Ácido Benzoico. -Aceite vegetal. -Granos de arena. Procedimiento Experimental: El procedimiento experimental puede resumirse en el esquema 1.

Donde Xsto, Tf,sto y ΔHf,sto son, respectivamente, la fracción molar, la temperatura de fusión y el calor de fusión de lasustancia en menor proporción, considerada como soluto. R es la constante universal de los gases y T la temperatura absoluta a la cual se encuentra la solución saturada. No obstante, es sabido que la validez de esta expresión está restringida a unos pocos sistemas reales. 2. OBJETIVOS Objetivo general: -Analizar térmicamente el equilibrio sólido-líquido para el sistema Naftaleno-Ácido Benzoico,...