liquido vapor benceno etanol

LABORATORIO N° 1

EQUILIBRIO LÍQUIDO VAPOR EN UN SISTEMA BINARIO

Objetivo:

Determinar la composición y la temperatura del azeótropo para la mezcla binaria benceno - etanol y a partir deestos datos, calcular una serie de propiedades termodinámicas del sistema.

Introducción:

En una mezcla homogénea de dos líquidos, las presiones de vapor son diferentes a aquellascorrespondientes a los componentes puros. Se pueden reconocer tres casos: los que obedecen la Ley de Raoult, y aquellos que se desvían positiva o negativamente de la Ley de Raoult. La presión de vapor de uncomponente en una solución binaria real, depende de la temperatura, polaridad y volumen molecular; estos factores determinan la magnitud de las fuerzas intermoleculares, las cuales si son de magnituddiferente para moléculas distintas que para moléculas iguales, darán desviaciones positivas o negativas a la Ley de Raoult.
Si la muestra presenta desviaciones positivas a la Ley de Raoult, la presiónde vapor total puede pasar por un máximo al variar la composición, y la temperatura de ebullición a presión constante pasará por un mínimo. Cuando la mezcla destila con composición constante, se diceque es una mezcla azeotrópica. El sistema benceno-etanol muestra este comportamiento.

Cuando la solución muestra un comportamiento no ideal los cálculos son algo más complejos ya que loscoeficientes de actividad 1 y 2 deben ser calculados. Para cualquier solución,

Donde ai es la actividad de la especie i, fi representa la fugacidad de i en la fase vapor y fi0 es la fugacidad delcomponente i puro. Aunque los líquidos pueden ser no ideales, los gases se comportan de manera suficientemente ideal, por lo cual la fugacidad puede ser reemplazada por presiones, y la ecuaciónanterior se transforma en:
Si la solución se comporta no-idealmente:
Donde i es el coeficiente de actividad. Ya sea la solución ideal o no, el vapor obedece la Ley de Dalton:

Combinando las dos...