Fases en equilibrio del ciclohexano

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO
FACULTAD DE QUIMICA

LABORATORIO DE EQUILIBRIO Y CINÉTICA

PROFESORA:
Norma Angélica Macias Ruvalcaba

GRUPO: 18

PRACTICA 2:
EQUILIBRIO ENTRE FASES
CONSTRUCCIÒN DEL DIAGRAMA DE FASES DEL CICLOHEXANO

EQUIPO: 5

EQUIPO:
Gutiérrez Alvarez Yolanda
Cano Pérez Francisco Javier

Hernández Maya Marco

OBJETIVO GENERAL
Interpretar eldiagrama de fases de una sustancia pura, construido a partir de datos de presión y temperatura obtenidos a través de diferentes métodos.

OBJETIVOS PARTICULARES
a. Comprender la información que proporcionan la regla de las fases de Gibbs y la ecuación de Clausius-Clapeyron.
b. Distinguir los equilibrios entre las diferentes fases (sólido, líquido, vapor).
c. Deducir las propiedadestermodinámicas involucradas en la transición de fases.

PROBLEMA
Construir el diagrama de fases del ciclohexano a partir de datos obtenidos en la literatura, experimentales y calculados.

Diseño experimental

* Determinar el Punto Triple del Ciclohexano: se preparo un sistema el cual consiste en un matraz que contenía al ciclohexano, a este matraz se le conectara por medio de mangueras de látex unmanómetro y una bomba de vacío con trampas(las trampas son para no dañar la bomba de vacío), en el corcho que lleva el matraz se introdujo un termómetro. El matraz se saco del baño de agua-hielo, enseguida se encendió la bomba de vacío, se esperara a que el sistema alcance las condiciones de sólido-líquido-vapor y se tomaron datos de la presión y la temperatura (31 mmHg a 7ºC).

* Determinarel Punto de Ebullición se instalo un sistema de destilación fraccionaria, que consiste en poner el matraz con el ciclohexano sobre una fuente de calor, al matraz se le conecto a un sistema de destilación y en el corcho del matraz se introdujo un termómetro. Se encendió la fuente de calor para que se lleve a cabo la ebullición. La temperatura de ebullición debe tomarse cuando miremos una gotita deciclohexano sobre el bulbo del termómetro (72ºC).

* Para determinar el punto de Fusión, lo obtuvimos del mismo sistema del punto triple, una vez apagada la bomba volverá a las condiciones tomando la temperatura cuando en el matraz sólo halla sólido y liquido (8.3ºC).

CALCULOS EMPLEADOS

ΔHfus=P2-P11atm760mmHg∆V102.32J1atmlnT2T1

Donde ∆V = 1.81x10-2 L/mol

ΔHvap=-lnP2P1R1T2+1T1ΔHsub=ΔHfus-ΔHvap

Para equilibrio L-V


T2=lnP2P1R∆Hvap+1T1-1

Para equilibrio S-V

P2=e-ΔHsub1T-1T1RP1

Para equilibrio S-L

T2=eP2-P11 atm760 mmHg1.818x10-2102.32JatmΔHfusT1



Para la masa molar
Vm=MASA MOLARρ

Donde: ρliquido=0.77gml
ρsolido=0.66gml

Masa molar (C6H6) = 84g/mol

RESULTADOS

Tabla 1. Datos experimentales reportados y calculados para lasdiferentes transiciones de fase

| Equilibrio | Proceso | P (mmHg) | T (°C) | T (K) |
| S-L | Punto de fusión | 586 | 8.3 | 281.45 |
Datos experimentales | L-V | Punto de ebullición | 586 | 72 | 345.15 |
| S-L-V | Punto triple | 31 | 7 | 280.15 |
| S-L(∆Hv= 2662.6 J/mol) | Punto de fusión normal | 760 | 6.5 | 279.65 |
Datos teoricos | L-V(∆Hv= 33001.3 J/mol) | Punto de ebullición normal| 760 | 80.7 | 353.85 |
| Condiciones criticas | | 30552 | 280.2 | 553.35 |

ΔHvap exp | ΔHvap teo. | ΔHsub exp | ΔHsub teo. | ΔHfus exp | ΔHfus teo. |
36353,38 J/mol | 33001,3 J/mol | 36646,79 J/mol | 35663,9 J/mol | 293,41 J/mol | 2662,6 J/mol |

L-V | S-L | S-V |
P(mmHg) | T(°C) | P(mmHg) | T(K) | P(mmHg) | T(°C) |
900 | 84.09 | 900 | 8.9 | 31 | 7 |
760 | 80.7 | 760 | 8.6 |27.7 | 5 |
700 | 79.91 | 650 | 8.4 | 24.7 | 3 |
600 | 72.64 | 586 | 8.3 | 22 | 1 |
586 | 72 | 31 | 7 | 20.7 | 0 |
500 | 67.72 | | | 15.3 | -5 |
400 | 61.9 | | | 11.2 | -10 |
300 | 54.67 | | | | |
200 | 45 | | | | |
100 | 29.72 | | | | |
50 | 15.85 | | | | |
31 | 7 | | | | |

ELABORACIÓN DE GRÁFICOS
1. Trazar el diagrama de fases presión (mmHg) en...