Practica de equilibrio liquido vapor

Universidad de Los Andes
Facultad de ingeniería
Escuela de ingeniería química
Departamento de química industrial y aplicada
Laboratorio de fisicoquímica

EQUILIBRIO LIQUIDO-VAPOR: MEZCLAS AZEOTROPICAS

Integrantes:
Octavio García
Gerardo Vielma

Mérida, mayo 2012

Objetivo general:

* Construir diagrama temperatura vs. composición del binario n-propanol/agua

Objetivosespecíficos:

* Determinar la composición de los residuos y destilados provenientes de la destilación de la mezcla n-propanol/agua
* Determinar la temperatura y composición del azeotropo por medio de los índices de refracción
* Graficar temperatura vs. composición y comparar estos valores con los valores teóricos

La gran mayoría de las mezclas no se comportan de manera ideal, entre lassustancias q componen dichas mezclas hay fuerzas de atracción o repulsión. Al expresar esto en diagramas T vs. X,Y o P vs. X,Y podemos notar que “el aspecto mas resaltantes de las curvas de presión total (por ejemplo) es la presencia de un máximo o un mínimo donde la compocision de la fase vapor es igual a la composición de la fase liquida. Este máximo o mínimo se conoce como azeotropo, resultado dedesviaciones positivas o negativas, según sea el caso de la ley de Raoult.
Las curvas de presión total dividen el diagrama en tres regiones claramente definidas donde se ubican las zonas de existencia de mezclas gaseosas, liquidas y en equilibrio liquido-vapor”
(J.I. Belandria. Termodinámica. Pág. 286. 1ra edición)

Según sea el caso se puede encontrar:

Las condiciones de T y composiciónde un azeotropo a una P determinada pueden estimarse para presiones moderadas mediante:
Yi.P=Xi.Ϫi.Pi*
Para el calculo de los coeficientes de actividad (Ϫi) es sistemas binarios pueden emplearse ecuaciones empíricas como las desarrolladas por Van-Laar

Aunque también están las expresiones de Margules y Wilson.

Para el sistema a trabajar encontraremos q a 1 atm de presión se encuentra elazeotropo a 87,72°C a X de agua= 23.8%
A12= 2,9095
A21=1.1572

Equipo Experimental:

* Aparato especial para puntos de ebullición
* Soporte de hierro y pinzas
* Termómetro (0-100°C)
* Manta calefactora
* Pipeta
* Refractómetro Abbe
* Barómetro
* Propipeta
* 12 frascos con tapa

Procedimiento Experimental

1. Determinar el punto de ebullicióndel propanol
2. Añadir 0,5 ml de agua al propanol
3. Calentar hasta producir ebullición, y devolver al balón el destilado obtenido
4. Recoger de nuevo destilado, anotar la T de ebullición y tomar muestras del destilado y del residuo
5. Repetir los pasos 2-4 pero variando la cantidad de agua añadida al propanol

Ingestión | Dolor de garganta, náusea, vómitos,vértigo, somnolencia. |
Inhanalcion | Dolor de garganta, tos, dolor de cabeza, náusea, vómitos, vértigo. |
Piel | Enrojecimiento. |
Ojos | Dolor, enrojecimiento, visión borrosa. |
Toxicidades:

Tomado de http://es.wikipedia.org/wiki/Propan-1-ol, consultado el 23/04/12

Cálculos y resultados.

Utilizando los datos experimentales recibidos de IR vs Xpropanol se realizó una grafica paraobtener una ecuación que relacione ambas variables.

IR | X |
1,3458 | 0,048 |
1,357 | 0,11 |
1,3658 | 0,2 |
1,372 | 0,3 |
1,3762 | 0,4 |
1,3798 | 0,5 |
1,382 | 0,6 |
1,384 | 0,7 |
1,3849 | 0,8 |
1,385 | 0,9 |
1,3851 | 1 |
Graficando,

Grafica IR vs x

A partir de esta ecuación obtenida se pueden calcular las concentraciones de propanol en las distintas muestras dedestilados y residuos obtenidos en la práctica como se observa en la siguiente grafica.

Tabla 1. Datos experimentales grupo 3
T(°C) | IRx | IRy | x | y |
92,3 | 1,3832 | 1,3827 | 0,943831796 | 0,91013821 |
89 | 1,3802 | 1,3778 | 0,758876438 | 0,63737091 |
87,5 | 1,382 | 1,378 | 0,864978255 | 0,64670638 |
86,6 | 1,3771 | 1,3749 | 0,605745341 | 0,51620969 |
84,8 | 1,3738 | 1,3771 |...