Fisicoquimica

OBJETIVOS:
Elaborar el diagrama de equilibrio de fases para el sistema cloroformo-ácido acético-agua, aplicando el triángulo de Gibbs-Roozeboom.
Determinar las líneas de unión del sistema cloroformo-ácido acético-agua.

SECUENCIA EXPERIMENTAL
Isotermas de equilibrio de fases en un sistema de tres componentes








Determinación de líneas de unión del equilibrio cloroformo-acidoacético-agua.










Tabla 1. Cantidades a utilizar en el experimento de equilibrio cloroformo-ácido acético- agua.
Ácido acético (ml) Cloroformo (ml) Agua (ml) a Temp. Amb. Prom. V H2O Fracción mol X Masa total (g)
m Vol. X m Vol. X m Vol1 Vol2 m H2O
9.8606 9.4 38.4428 0.8898 0.6 3.469 12.8 12.8 17 14.9 58.0896 25.65
9.441 9 44.3864 1.483 1 6.9722 10.5 10.5 10.2 10.35 48.6621.27
8.6542 8.25 50.0532 2.595 1.75 15.0086 5.9 5.9 6.2 6.05 34.9913 17.29
7.0807 6.75 47.8425 4.8197 3.25 32.5655 3.3 3.3 2.5 2.9 19.5945 14.8
5.5072 5.25 39.4781 7.0442 4.75 50.4976 1.3 1.3 1.5 1.4 10.0358 13.95
3.6715 3.5 26.4898 9.6395 6.5 67.5961 0.6 0.6 0.5 0.55 3.9679 13.86
2.098 2 14.7621 11.864 8 83.4787 0.2 0.2 0.3 0.25 1.759 14.212
El volumen y la masa se toman como iguales dadoque la densidad del agua es aproximadamente 1g/mL
MEMORIA DE CÁLCULO
Ejemplo para la determinación del porcentaje de cada uno de los componentes para cada mezcla en el equilibrio.
Obtención de la masa para cada componente.
EJEMPLO:
De acuerdo con la tabla 1; si se tienen 9.4mL de Ácido acético, el cálculo para obtener su masa se realiza a partir de la fórmula de densidad:
ρ(densidad)= (m (masa))/(v (volumen))
Como datos tenemos el volumen del ácido (9.4mL), la densidad del ácido es una constante (1.049 g/cm3). Despejando la masa:
m=ρv=1.49g/cm3*9.4mL=9.8606 g
*Los cm3 equivalen a mL; por lo tanto en la multiplicación se eliminan y queda solamente la cantidad expresada en gramos.
Se determinó de esta forma la masa de cada componente para cada volumen con las siguientesdensidades.
ρ(cloroformo)=1.483g/cm3
ρ(Acido acetico)=1.049g/cm3
ρ(Agua)=1g/cm3

Determinación de la fracción mol de cada componente.
Una vez obtenidos las cantidades en gramos de agua, ácido acético y cloroformo; se procede a determinar la fracción mol sumando las cantidades en gramos de cada uno de ellos en gramos; de ahí se saca su porcentaje.
De tal forma que de la fila 1 lamasa total de los 3 componentes es:
Ácido acético (g) Cloroformo (g) Agua (g)
9.8606 0.8898 14.9

Masa total=9.8606g+0.8898g+12.8g=25.65g
A continuación se procede a obtener la fracción mol de cada uno tomando como 100% la masa total de la disolución (23.55g). Se obtiene la fracción mol para cada componente a partir de la siguiente relación:
100%-25.65 g
( ?) %-9.8606g (cantidad en gramosdel componente deseado)
Para la fracción mol del ácido acético de la fila 1 es igual a:
X= 38.4428
Tabla 2. Cantidades a utilizar en la determinación de las líneas de unión del equilibrio cloroformo-ácido acético- agua.
Componente Embudo A Embudo B
Vol. m (g) n X Vol. m (g) n X
Agua (ml) 10 10 0.555 0.7967 7 7 0.3888 0.6611
Ácido acético(ml) 3.5 3.6715 0.0611 0.0876 7.5 7.8675 0.1311 0.2228Cloroformo (ml) 6.5 9.6395 0.0806 0.1155 5.5 8.1565 0.0682 0.1159
Totales 20 23.309 0.6973 0.99 20 23.024 0.5882 0.9998

Partiendo de la ecuación:
n (numero de mol)=(peso (w))/(peso molecular (PM))
Y de los pesos moleculares (PM):
PM cloroformo=119.5g/mol
PM acido acetico=60g/mol
PM agua=18g/mol
El número de mol de cada componente se obtiene sustituyendo el peso molecular de cadacompuesto y su masa (obtenida de la misma forma que en el inciso a).
*Despejando (m) de la ecuación de densidad
Para el ácido acético en el embudo A volumen = 3.5mL
m=ρv=3.5 mL*1.049 g/mL=3.6715 g
Una vez obtenida la masa se divide entre el peso molecular para obtener los moles del compuesto en la solución.
W (acido)= 9.8606g
PM (acido)=60g/mol
n=3.6715g/(60 g/mol)=0.0611 mol *Los gramos...