Reporte diagrama de fases del ciclohexano

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
UNAM

FACULTAD DE QUIMICA

LABORATORIO DE EQUILIBRIO Y CINÉTICA

Práctica No. 2
Reporte

Temática
Equilibrio entre fases.

Nombre de la Práctica: Construcción del diagrama de fases del ciclohexano

Número de Sesiones: 1




Fecha de entrega: 28 de agosto 2012

Metodología empleada
EQUILIBRIO SOLIDO-LIQUIDO

Material:* Hielo
* Sal de grano
* Ciclohexano
* Vaso de unicel
* Termómetro digital
* Tubo de ensaye
 
Procedimiento utilizado:
1. Se vertió en un tubo de ensaye aproximadamente 4 ml de ciclohexano
2. Introdujimos en el tubo de ensaye con ciclohexano un termómetro digital
3. En el vaso de unicel metimos el tubo de ensaye y lo llenamos con una capa de hielo y una desal, así sucesivamente hasta que se llego al borde
4. Registramos la temperatura cada 10 segundos

Cálculos para la construcción del diagrama:

* Para   equilibrios de fase sólido-líquido, no puede utilizarse la ecuación de Clausius-Clapeyron ya que para obtenerla se han realizado una serie de aproximaciones válidas cuando una de las fases que interviene es gas, en este caso solointervienen fases condesadas, así que se utilizara la ecuación de Clapeyron:

P2-P1=∆Hfus∆VfusLnT2T1
Se despeja a T2
T2=e∆Vfus∆HfusP2-P1+T1
Para calcular ΔVfus
∆Vfus=Vliquido+Vsolido
Vliquido=Masa Molar ρliq
Vsolido=Masa Molar ρsol

Equilibrio entre fases:

Punto triple del ciclohexano C6 H12.
Estado de agregación líquido
Densidad 779 kg/m3; 0.779 g/cm3
Masa molar 84.160 g/mol
Punto defusión 280 K (7 °C)
Punto de ebullición 354 K (81 °C)
Viscosidad 1.02 cP a 17 °C

Método: se determina el punto triple del ciclohexano a través de un dispositivo que contiene al sistema (400 mL de ciclohexano aproximadamente en estado líquido) en un matraz de bola de un litro con tapón trihoradado, conectado a una bomba de vacío y ésta, a su vez, a una trampa. Se colocan trampas para poderatrapar el vapor del ciclohexano, las cuales están sumergidas en hielo, para que al momento en el que se evaporara la sustancia se fundan el fondo de la trampa y una vez terminada la práctica se pudiera recuperar. Al activar la bomba de vacío se observa un descenso en la temperatura que a su vez hace hervir al ciclohexano mientras se funde en el fondo.
De acuerdo a lo observado en el sistema,el punto triple se alcanza a una temperatura de 6.7 °C y 0.09578 atm.
Equilibrio:
Estados | Equilibrio | Presión | Temperatura |
S-L-V | Punto triple | 0.09578 atm | 6.7 °C |

Resultados
Grafica #1

Tabla #1 tiempo vs temperatura

tiempo | temperatura |
1 | 22.8 |
2 | 16.1 |
3 | 14.1 |
4 | 11.9 |
5 | 11.2 |
6 | 11.1 |
7 | 8.8 |
8 | 7.9 |
9 | 7.7 |
10 | 7.3 |11 | 7.1 |
12 | 7 |
13 | 6.9 |
14 | 6.8 |
15 | 6.8 |
16 | 6.9 |
17 | 6.9 |
18 | 6.8 |
19 | 6.8 |
20 | 6.8 |
21 | 6.8 |
22 | 6.8 |
23 | 6.8 |
24 | 6.7 |
25 | 6.8 |
26 | 6.7 |
27 | 6.7 |
28 | 6.7 |
29 | 6.7 |
30 | 6.7 |
31 | 6.7 |
32 | 6.7 |
33 | 6.7 |
34 | 6.7 |
35 | 6.7 |
36 | 6.4 |
37 | 6.1 |
38 | 6 |
39 | 4.1 |
40 | 1.9 |
41 | 0.3 |42 | -0.8 |
43 | -1.9 |
44 | -2.8 |
45 | -3.6 |
46 | -4.3 |
47 | -5 |
48 | -5.6 |
49 | -6.2 |
50 | -6.7 |
51 | -7.3 |
52 | -7.7 |
53 | -8.1 |
54 | -8.5 |
55 | -9.1 |
56 | -9.7 |
57 | -10.3 |
58 | -10.7 |
59 | -11.2 |
60 | -11.6 |

Tablas #2 datos de experimentos
Tabla 2. Datos teóricos.
Temp fusión (normal) / K | 280 K |
Tem. Ebullición (normal)/ K| 354 K |
Temp. Crítica /K | 553.5 K |
Presión crítica /K | 40.2 atm |
ΔHm fus (J/mol) | 31 J/mol |
ΔHm vap (J/mol) | 360 J/mol |

Tabla 3. Datos experimentales
Equilibrio | Proceso | P / (mmHg) | T/°C | T/K |
S – L | Fusión | 582.79 | 26 | 299.15 |
L- V | Vaporización | 582.79 | 73 | 346.15 |
S- L- V | Punto triple | 62 | 1.5 | 274.65 |

Tabla 4. Línea de equilibrio...