Práctica 4 Diagrama De Fasesdoc


Práctica 4.
Equilibrio entre fases.
Objetivos: Interpretar el diagrama de fases de una sustancia pura, construido a partir de datos de presión y
temperatura obtenidos a través de diferentes métodos.
a) Comprender la información que proporcionan la regla de las fases de Gibbs y la ecuación de Clausius-Clapeyron.
b) Distinguir los equilibrios entre las diferentes fases (sólido, líquido, vapor).c. Deducir las propiedades termodinámicas involucradas en la transición de fases.
Problema: Construir el diagrama de fases del ciclohexano a partir de datos obtenidos en la literatura, experimentales y calculados.
Hipótesis:
Método experimental:















Base de cálculos y resultados:

Equilibrio
Proceso
P (mmHg)
T(ºC)
T (K)
Datos experimentales


S-L
Punto de fusión.
584
7.2
280.35

L-VPunto de ebullición.

72
345.15

S-L-V
Punto triple.
560
6.4
279.5
Datos
teóricos
S-L
(∆Hf= 2662.6 J mol-1)
Punto de fusión normal.


279.62

L-V
(∆Hv= 33001.3 J mol-1)
Punto de ebullición normal.


353.85

Condiciones críticas.




Datos
calculados.
L-V (∆Hv = 31 341.53 J mol-1)
Evaporización

















S-V
(∆Hsub= 35 36.9 J mol-1)
Sublimación
















P (mmHg)
T (k)
P (mmHg)
T (k)P (mmHg)
T (k)





























































Gráficas:
Análisis de resultados:
Cuestionario (protocolo):
1. Expresar la regla de las fases de Gibbs. y explicar qué información proporciona en la
construcción del diagrama de fases.
R: La regla de Gibbs nos define los grados de libertad que posee un sistema dependiendo del tipo de variables que tomemos en cuenta.establece que: 

donde F = número de grados de libertad
C = número de componentes
P = número de fases presentes
2 = es el número de variables de estado del sistema (temperatura y presión)

2. Definir los conceptos de componente, fase y grado de libertad.

R: Componente: Especie químicamente distinta.
Fase: Porción del sistema con características de homogeneidad química y física. Entrecada una de éstas existe una frontera y en cada fase puede haber una o más componentes
Grado de libertad: número mínimo de variables intensivas independientes que son necesarias para especificar completamente un estado termodinámico

3. Escribir las ecuaciones de Clapeyron y Clausius-Clapeyron, indicar el significado de los términos que aparecen en ellas y explicar en qué casos de equilibrio defases se aplica cada una.
R: Clapeyron: Proporciona la relación del cambio de presión al cambio de temperatura en términos de magnitudes fácilmente medibles tales como el volumen y el cambio de entalpía en el proceso.Se aplica a la fusión, la vaporización y la sublimación, así como a los equilibrios entre dos formas alotrópicas como el grafito y el diamante.
,

. Donde: P= presión, T=temperatura, ∆S= Cambio en la entropía, ∆V= Cambio en el vol.

Clausius - Clapeyron: Esta ecuación relaciona la dependencia de la temperatura y la presión de vapor de un líquido con el calor de vaporización. Se aplica cuando se trata de los equilibrios de vaporización y sublimación.


Donde P = presión de vapor
T = temperatura absuluta.
R = cte de los gases.
=Entalpía de vaporización molar.
C= constante.

4. Explicar qué representa el punto triple en un diagrama de fases. Proporcionar dos ejemplos.
R: Aquel en el cual coexisten en equilibrio el estado sólido, líquido y gaseoso de una sustancia a una temperatura y presión definidas. Punto triple del dióxido de carbono: 216.55 K, 517 kPa. Punto triple del Nitrógeno: 63.18 K, 12.6 kPa


5.Definir los términos siguientes:
R: Temperatura de fusión: temperatura a la cual se encuentra el equilibrio de fases sólido - líquido, es decir, la materia pasa de estado sólido a estado líquido, se funde.

Temperatura de ebullición: temperatura en la cual la presión de vapor del líquido iguala a la presión de vapor del medio en el que se encuentra.

Temperatura crítica: temperatura más elevada a...