fisicoquimica

 Universidad de Santiago de Chile
Facultad de Química y Biología
Pedagogía en Química y Biología
Laboratorio de Fisicoquímica II
Primer Semestre 2012









Laboratorio N°2
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Determinación de la temperatura crítica de disolución de un sistema binario________________________________________________________________________________________________












Laboratorio N°1: Primera Ley de la Termodinámica


Determinación de la temperatura crítica de disolución de un sistema binario


Resumen

El trabajo de laboratorio se basó en la determinación de la temperatura crítica de disolución de un sistema binario, en este caso se realizó con fenol yagua.
Se utilizaron 9 tubos de ensayo en donde se agregaron diferentes cantidades de fenol y de agua, completando 6g, Posteriormente se midió la temperatura de miscibilidad, a medida que los tubos se calentaban en un baño maría, variando su temperatura y composición desde un estado bifásico a un estado monofásico. Dicho procedimiento se realizó dos veces, para tener mayor certeza de losvalores obtenidos se calculó un promedio. Con dicho promedio y la temperatura del retorno al estado inicial de los tubos (sistema bifásico) se obtuvo un promedio final para así obtener la temperatura consoluta o crítica del sistema, la cual fue de 63,66ºC mientras que la señalada en la literatura es de 66ºC, obteniendo una dispersión negativa de 2,33°C.________________________________________________________________________________
1. Introducción

La termodinámica clásica estudia los estados de equilibrio y por ende, permite decidir si un sistema está o no en equilibrio. Para que un sistema este en equilibrio la primera condición que debe cumplirse es que todas sus propiedades no cambien con el tiempo, si alguna varia es porque está ocurriendo algúnsuceso espontáneamente, si en un sistema se modifica la temperatura se está alterando una propiedad del sistema, haciendo que este pierda su equilibrio inicial. El sistema puede hacerse termodinámicamente inestable y por lo tanto no puede existir, es decir, la solución debe “desdoblarse” en dos fases que presenten estabilidad, la imposibilidad de tener una solución estable también se puede visualizar através de la regla de las fases, ecuación (1.0)
V = 2 – F + 2 –R (1.0)
Donde V son los grados de libertad, F corresponde al número de fases presentes y R al número de restricciones.
Con esto se puede determinar el número de variables independientes que se pueden alterar sin que desaparezca o aparezca una fase nueva.
En el caso del fenol y el agua (solución sólido, liquido), al elevar latemperatura, aumenta la solubilidad de la mezcla y es distinta para cada rango de composición, por lo que si se mide la temperatura para cada rango de composición pueden observarse las posibilidades de solubilidad mutua, desde la insolubilidad completa, hasta la miscibilidad total, como sería la formación de una solución homogénea, pues al aumentar la temperatura, los límites de solubilidad, porregla general, se aproximan a la de solución ideal. En muchos casos se puede alcanzar cierta temperatura, por arriba de la cual los líquidos son miscibles y la separación de fases no se da a ninguna composición. Esta temperatura se llama temperatura crítica o consoluta superior, que es posible determinar a través de un gráfico temperatura v/s composición, cuyo máximo correspondería a latemperatura consoluta.

2. Metodología
Primero se agrega agua en 9 tubos de ensayo, los cuales poseen diferentes cantidades de fenol por lo que en cada tubo se agrega, con la ayuda de una bureta, agua hasta completar los 6g. Luego se calienta en un vaso pp de 2L una cantidad variable de agua hasta los 40ºC verificando con la ayuda de un termómetro y se procede a calentar a baño maría los tubos. Éstos...