Practica de presion de vapor

PRACTICA 3
PRESION DE VAPOR
I. INTRODUCCIÓN
La presión de vapor es una de las propiedades más útil de los líquidos, es una variable importante en el diseño y operación de procesos industriales químicos, físicos y biológicos como consecuencia de la existencia de una interfase liquido-vapor.

.
La presión de vapor de un líquido es la presión gaseosa que ejercen las moléculas vaporizadas enequilibrio con el líquido. La presión de vapor o presión de saturación es la presión a la que a cada cambio de temperatura la fase líquida y vapor se encuentran en equilibrio. En equilibrio las fases reciben el nombre de líquido saturado y vapor saturado

.
Las variaciones de las propiedades durante los procesos de cambio de fase se estudian y
comprenden mejor con la ayuda de diagramas depropiedades, tal como el que se ilustra en la figura 1; es un diagrama de Presión vs. Temperatura (P-T) de una sustancia pura. Este diagrama frecuentemente se denomina diagrama de fases puesto que las tres fases se separan entre sí mediante tres líneas.



La presión de vapor solo depende de la naturaleza del líquido y de su temperatura. A mayor temperatura mayor presión de vapor y viceversa. Lapresión de vapor de un líquido dado a temperatura constante será aproximadamente constante en el vacío, en el aire o en presencia de cualquier otra mezcla de gases.

.
La fase liquido-vapor se logra cuando se aplica calor a un líquido, el líquido alcanza su punto de ebullición. El punto de ebullición varía con la presión externa que existe por encima de la superficie del líquido. Al descenderla presión, el punto de ebullición disminuye. Al elevar y disminuir la temperatura del liquido se puede determina la presión de vapor a diferentes intervalos de temperaturas. Si se colocará un líquido en un recipiente hermético, es un sistema separado hidráulicamente del exterior.

Manual de Prácticas de Termodinámica. Elaborado por IBT Amelia Jiménez, M.en C. Gabriela González, M.en C. KarolGarcía,
M.
en C. Guadalupe Ordorica
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Existen diversos estudios que relacionan la presión de vapor de un componente puro con la
temperatura, como lo menciona la Tabla 1.
Tabla 1. Correlaciones para la estimación de la presión de vapor de un componente puro
Restricciones
Ecuación
general
T
B
A
P
ln
sat
−
ec. (1)
P
sat
en Pa, KPa.
T, K
Esta ecuación da una aproximaciónburda de la
relación de la presión de vapor para todo el
intervalo de temperatura, desde el punto triple al
punto crítico. Por otra parte, proporciona una base
excelente para la interpolación entre valores
razonablemente espaciado. En este modelo A y B
son constantes para una especie dada.
Ecuación
de Antoine
C
T
B
A
P
ln
sat

−
ec. (2)
T en K
P en mm Hg
No debe usarse siP
sat
> 1500 mm Hg el error
crece. Dentro de su
intervalo de aplicación
proporciona buena exactitud. Los valores de las
constantes se pueden hallar a partir de datos de T-
P
sat
en tres puntos o más, resolviendo el sistema
de ecuaciones correspondiente. Además existen
en la bibliografía extensa listas de constantes
.
Ecuación
de Miller
modificada
⎡⎤
3
r
r
2
r
r
satr)
T
)(1
T
B(3
T
1
T
A
P
ln
−


−
ec. (3)
r, indica una propiedad evaluada en el estado
reducido
Tiene
dos constantes. Para obtener mejores
resultados se recomienda utilizar técnicas de
ajuste fijando como
variables de ajuste las
constantes A, B.
Ecuación
de Wagner
r
c
sat
satr
r
6
3
1.5
satr
T
1
,
P
P
P
T
D
C
B
A
P
ln
−







ec. (4)
Esta ecuación tiene una excelente capacidad de
representación de datos de P-T. Se recomienda
para extrapolar datos conocida la curva de P-T.
La ecuación de Clausius y Clapeyron es una relación termodinámica exacta, que relaciona la
presión de vapor y la temperatura, esta nos dice que:
V
T
H
dT
dP
sat
∆
∆
ec. (5)
Fig. 1 Diagrama de fases P-T de un componente...