Práctica De Equilibrio

Laboratorio de Equilibrio y cinética.
Equipo 3:
Castillo Ortega César
Centeno Villafuerte Karla Katherine
Durán Martínez Luis Alberto
Práctica 4
Equilibrio Sólido-Líquido-Vapor
Construcción de un diagrama de fases
Problema
Construir el diagrama de fases del ciclohexano a través de datos que se obtendrán
desde la literatura, experimentalmente y mediante cálculos algebraicos, para ver elcomportamiento que adquiere bajo ciertas condiciones de presión y temperatura.

Objetivos
-

Interpretar el diagrama de fases de una sustancia pura, construido a partir
de datos de presión y temperatura obtenidos a través de procesos
termodinámicos, para su entendimiento y utilización en situaciones
necesarias.

-

Utilizar la ecuación de Clausius-Clapeyron para describir el equilibrio sólidovapor,líquido-vapor y la ecuación Clapeyron para describir el equilibrio en
el punto triple, para construir el diagrama de fases del ciclohexano.

-

Conocer las propiedades termodinámicas involucradas en la transición de
fases para un mejor entendimiento del concepto de equilibrio.

Resultados
1.- TABLAS
A. Equilibrio Líquido-Vapor
P mmHg
30567.2
900
760

T oC
280.29
86.68
80.7

Propiedad
Punto crítico
Punto deebullición a 900 mmHg
Punto de ebullición normal

77.87
700
Punto de ebullición a 700 mmHg
586
72
Punto de ebullición a 586 mmHg
66.79
500
Punto de ebullición a 500 mmHg
59.77
400
Punto de ebullición a 400 mmHg
51.28
300
Punto de ebullición a 300 mmHg
39.82
200
Punto de ebullición a 200 mmHg
22.10
100
Punto de ebullición a 100 mmHg
41
6.4
Punto triple
Entalpía de vaporización (ΔHv) de laliteratura 30050 J mol-1

B. Equilibrio Sólido-Vapor
P mmHg
T oC
Propiedad
41
6.4
Punto Triple
37.90
5
Sublimación
36.29
4
Sublimación
34.47
3
Sublimación
32.73
2
Sublimación
31.06
1
Sublimación
29.47
0
Sublimación
22.53
-5
Sublimación
17.04
-10
Sublimación
9.46
-20
Sublimación
Entalpía de sublimación (ΔHs) calculada a partir de valores de la literatura
de ΔHf y ΔHv 32727.2 J mol-1

C. EquilibrioSólido-Líquido
P mmHg
900
760
700
586
400
300
200
100

T oC
6.732
6.72
6.714
6.7
6.688
6.679
6.671
6.662

Propiedad
Punto de fusión a 900 mmHg
Punto de fusión normal
Punto de fusión a 750 mmHg
Punto de fusión a 586 mmHg

Punto de fusión a 400 mmHg
Punto de fusión a 300 mmHg
Punto de fusión a 200 mmHg
Punto de fusión a 100 mmHg

41
6.4
Entalpía de fusión (ΔHf) de la literatura

Punto triple
2677.2 Jmol-1

2.- ALGORITMOS DE CÁLCULOS
EQUILIBRIO LÍQUIDO VAPOR. Calcular temperaturas de ebullición (T2) a las
presiones especificadas en la tabla 1 (P2), usando la ecuación de ClausiusClapeyron y utilizando como condiciones iniciales (T 1, P1), el punto de ebullición
normal y la entalpía de vaporización de la literatura.

Dónde:
P2 = 760 mmHg
P1 = 900 mmHg
T1 = 353.88 K

J mol-1
R = 8.314 J/mol K
Alsustituir:
T2 = 359.83 K = 86.68 oC

EQUILIBRIO SÓLIDO-VAPOR. Calcular las presiones (P2) a las temperaturas
especificadas en la tabla 1 (T2), usando la ecuación de Clausius-Clapeyron y
utilizando como condiciones iniciales (T1, P1), el punto de triple determinado
experimentalmente y la entalpía de sublimación calculada a partir de los valores
de la literatura de ΔHf y ΔHv.

(

)

Dónde:
T1 = 279.55 KP1 = 41 mmHg

32727.2 J mol-1
T2= 268.15 K
Al sustituir:
ln P2 = 3.6349
P2 = 37.90 mmHg

R = 8.314 J/mol K

EQUILIBRIO SÓLIDO-LÍQUIDO. Calcular las presiones (P2) a las temperaturas
especificadas en la tabla 1 (T2), usando la ecuación de Clapeyron y utilizando
como condiciones iniciales (T1, P1), el punto de fusión normal y la entalpía de
fusión de la literatura. Las densidades de las fasessólida y líquida son 0.842
g/cm3 y 0.7918 g/cm3, respectivamente. El factor de conversión de energía en
Joules a L • atm es: 1 J = 9.87 x -3 L • atm.

Dónde:
P1 = 760 mmHg P2 = 900 mmHg (la diferencia de presiones se expresa en
atm)
T1 = 279.87 K
ΔHfus = 2677.2 J mol-1
Al sustituir :
ln T2 = 5.6343
T2 = 279.87 K = 6.732 oC
3.- GRÁFICA

Diagrama de fases del Ciclohexano

Presión (mmHg)

800
700
600...