Pr Ctica3 Termo3

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA INDUSTRIAL
TERMODINÁMICA DEL EQUILIBRIO DE FASES

“PRÁCTICA 3: EQUILIBRIO LÍQUIDO-VAPOR DE UN SISTEMA QUE OBEDECE LA LEY DE RAOULT”


Profesores:
ING. EVA LÓPEZ MÉRIDA
Alumno:
CAMACHO AVILA ANA KAREN

Grupo: 2IM32
Equipo: 3
Sección: A

Objetivos
Observar elcomportamiento de un sistema binario.
Construir los diagramas de temperatura y composición del líquido y del vapor.
Comparar con los datos de temperatura y composición obtenidas con la ley de Raoult.
Introducción
La fracción molar es una unidad química para expresar la concentración de soluto en una disolución. Nos expresa la proporción en que se encuentran los moles de soluto con respecto a los molestotales de disolución, que se calculan sumando los moles de soluto(s) y de disolvente. Para calcular la fracción molar de una mezcla homogénea, se emplea la siguiente expresión:

Donde ni es el número de moles del soluto, y N el número total de moles en toda la disolución (tanto de solutos como de disolvente).
Como el volumen de una disolución depende de la temperatura y de la presión; cuando éstascambian, el volumen cambia con ellas. Gracias a que la fracción molar no está en función del volumen, es independiente de la temperatura y la presión.

LEY DE RAOULT
El químico francés François Marie Raoult establece que la relación entre la presión de vapor de cada componente en una solución ideal es dependiente de la presión de vapor de cada componente individual y de la fracción molar de cadacomponente en la solución.
Si un soluto tiene una presión de vapor medible, la presión de vapor de su disolución siempre es menor que la del disolvente puro. De esta forma la relación entre la presión de vapor de la disolución y la presión de vapor del disolvente depende de la concentración del soluto en la disolución. Esta relación entre ambos se formula mediante la Ley de Raoult mediante la cual:la presión parcial de un disolvente sobre una disolución P1 está dada por la presión de vapor del disolvente puro Po1, multiplicada por la fracción molar del disolvente en la disolución X1.

Es decir que la presión de vapor del soluto crece linealmente con su fracción molar.

Tabla de Datos Experimentales
mL Metanol
mL Ispropanol
x1
x2
η (líq)
T (°C)
η (cond)
y1
0
25
0
1
1.3742
76
1.37420.0416517
1.4
23.6
0.1
0.9
1.3713
74.5
1.3608
0.45543164
2.9
22.1
0.2
0.8
1.3706
72.5
1.3605
0.46342513
4.6
20.4
0.3
0.7
1.3664
71
1.3536
0.63192138
6.5
18.5
0.4
0.6
1.3635
69
1.3486
0.73563104
8.7
16.3
0.5
0.5
1.3591
67
1.3422
0.84583039
11.1
13.9
0.6
0.4
1.3544
65
1.3418
0.85187721
13.8
11.2
0.7
0.3
1.3489
64
1.3331
0.95892717
16.9
8.1
0.8
0.2
1.3435
62
1.3316
0.97265545
20.6
4.4
0.9
0.1
1.3375
611.3305
0.98183893
25
0
1
0
1.3286
59
1.3286
0.99593968


1. Graficar la composición del líquido (x1) vs índice de refracción del líquido (η)

Constantes de la gráfica
A
B
C
-316.55
834.52
-548.99




Cálculos
y= -316.55(ηcond)2+834.52(ηcond)-548.99
y1= -316.55(1.3734)2+834.52(1.3734)-548.99=0.05443388
y2= -316.55(1.3608)2+834.52(1.3608)-548.99=0.4492061
y3=-316.55(1.3605)2+834.52(1.3605)-548.99=0.45299286
y4= -316.55(1.3536)2+834.52(1.3536-548.99=0.62292851
y5= -316.55(1.3486)2+834.52(1.3486)-548.99=0.727223556
y6= -316.55(1.3422)2+834.52(1.3422)-548.99=0.8376531
y7= -316.55(1.3418)2+834.52(1.3418)-548.99=0.84639318
y8= -316.55(1.3336)2+834.52(1.3336)-548.99=0.94519171
y9= -316.55(1.3305)2+834.52(1.3305)-548.99=0.97247436
y10= -316.55(1.3286)2+834.52(1.3286)-548.99=0.986188762. Una vez obtenido el índice de refracción del vapor, grafique la temperatura vs composición del líquido y del vapor.



Se tiene que fv=fL.
Por lo tanto para cada componente y1PCH3-OH = X1P1SAT y y2PC3H7-OH = X2P2SAT
Y de ésta expresión se puede conocer la composición de cada componente en la mezcla despejando a y:
para el Metanol y para el Isopropanol
De lo anterior se sabe que...