Práctica 4 "Equilibrio Liquido-Vapor de una solución no ideal a baja presión"

Práctica 4
Equilibrio Liquido-Vapor de una solución no ideal a baja presión







Preparar soluciones formadas por cloroformo, como compuesto 1 y por metanol
como compuesto 2
Medir la temperatura de burbuja a cada una de las soluciones, al igual que la
composición de los vapores, a presión atmosférica
A partir de los datos experimentales, determinar el coeficiente de actividad(gamma) de cada componente en cada solución
Investigar el modelo de solución, Margules o Van Laar, dependiendo el que se
ajuste al sistema
Comprobar el punto anterior por medio de cálculos, realizando la comparación
teórica y experimental

Marco Teórico (Resumen)
La relación del Equilibrio Líquido Vapor (ELV) en sistemas multicomponentes, aporta
información importante para el diseño deequipos de separación. Aplicando el concepto
de fugacidad para los componentes en mezcla, y utilizándolo para fase líquida y fase
vapor, se obtiene al equilibrio una expresión que relaciona ambas fases en términos de los
coeficientes γ para el líquido y φ para el vapor.
El coeficiente de actividad, expresa el factor de actividad química de una sustancia en su
concentración molar. Se designanormalmente con la letra griega γ (gamma).
Si una solución consta de dos líquidos volátiles, el coeficiente de actividad, está dado
por:

y la actividad (ai) está dada por:

La estimación de las constantes para el Modelo de Margules a partir de datos
experimentales lo ilustran adecuadamente Smith, van Ness y Abbott en su texto. Utilizan
los valores calculados de la Energía de Gibbs en Excesoen mezclas no ideales
(correlacionan GE/RTx1x2 versus x1) y realizan un ajuste lineal para obtener en los
extremos de la gráfica ambas constantes del modelo.
Azeótropo
Un azeótropo (o mezcla azeotrópica) es una mezcla líquida de dos o más Compuestos
químicos que hierven a temperatura constante y que se comportan como si estuviesen
formadas por un solo componente.
Un azeótropo, puede hervira una temperatura superior, intermedia o inferior a la de los
constituyentes de la mezcla, permaneciendo el líquido con la misma composición inicial, al
igual que el vapor, por lo que no es posible separarlos por destilación simple o por
extracción líquido-vapor.
Laboratorio de Termodinámica de equilibrio de fases
Escuela Superior de Ingeniería Química e indsutrias Extractivas

Práctica 4Equilibrio Liquido-Vapor de una solución no ideal a baja presión

Procedimiento experimental
1. Preparar una serie de soluciones de cloroformo (1) y metanol (2), en donde las
concentraciones del metanol (1) varíen desde 0 hasta 1.
2. Medir a cada solución el índice de refracción y elaborar una grafica de n vs x1 a la
que se le llamará curva de calibración.
3. Colocar la primera solución enel recipiente del equipo, poner el recipiente sobre la
parilla de calentamiento con una agitación lenta, calentar el líquido hasta
ebullición.
4. Espera un momento para asegurarse que la temperatura sea constante y anotarla
es la temperatura de burbuja.
5. De la protuberancia que tiene el equipo, en el pie del refrigerante, que es un
deposito de condensado, tomar una muestra por medio deuna pipeta delgada y
de una perilla, depositándola en un tubo de ensayo previamente etiquetado,
tapándola inmediatamente. Para las soluciones que corresponden a las sustancias
puras, no es necesario tomar muestra del condensado.
6. Repetir para cada solución los pasos 3 y 4.
7. Esperar a que las muestras que contienen el condensado estén a temperatura
ambiente para medir el índice derefracción a cada una.
8. Con ayuda de la curca de calibración elaborada en el paso 2, determinar la fracción
mol del metanol en los vapores, en el momento en que se dio el equilibrio LiquidoVapor.

Curva de calibración

1.46
1.44
1.42
1.4
1.38

Series1

1.36

Series2

1.34
1.32
1.3

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Laboratorio de Termodinámica de equilibrio de fases...