Rocio y burbuja

Facultad de Ingeniería - Universidad Rafael Landívar

Boletín Electrónico No. 01

Determinación de Puntos de Rocío y de Burbuja
Parte 1
Ing. Federico G. Salazar (1)

RESUMEN
El cálculo de las condiciones de equilibrio de fases líquido vapor en mezclas
multicomponentes es un tema de interés general para la Ingeniería, especialmente para la
Ingeniería Química, ya que sirve de base parael diseño de equipos de separación asociados
con dichas fases. Los puntos de Rocío y de Burbuja pueden ser estimados a través de
correlaciones matemáticas relativamente sencillas en aproximaciones para sistemas de
comportamiento ideal, que es el tema que ocupa este artículo.

DESCRIPTORES
Termodinámica. Puntos de Rocío y burbuja. Soluciones ideales. Ecuación de Raoult Ideal.
Presión devapor. Resoluciones por iteración. Correlación de Antoine. Mathcad©.

PRESENTACIÓN
Los puntos de rocío se refieren a la temperatura y presión a la cual un sistema condensa.
Cuando, por ejemplo, en una habitación se comienzan a empañar los vidrios ocurre que se
ha llegado al punto de saturación de la humedad del local y al descenso de la temperatura
esa humedad “precipita”, condensándose sobre lassuperficies. El rocío matutino sobre las
hojas de las plantas es un ejemplo similar.
Los puntos de burbuja, temperatura y presión por su parte, se refieren a las condiciones en
las cuales en un sistema se inicia la ebullición. En el simple hecho de calentar agua, al
momento en que se ve la primera burbuja de vapor de agua formarse, se ha llegado a las
condiciones de burbuja.
Se puedenevaluar las condiciones de rocío y de burbuja utilizando ecuaciones matemáticas
que correlacionan las propiedades del sistema: temperatura, presión y composiciones (las
concentraciones de las sustancias presentes tanto en la fase líquida como en la
correspondiente fase vapor).
Existen mezclas de sustancias que forman soluciones ideales: cuando las sustancias van
cambiando de fase en forma regular,gradual y proporcionalmente a su concentración en la
fase líquida. Para el cálculo de las concentraciones en equilibrio de este tipo de mezclas se
suele utilizar la Ecuación de Raoult Ideal que relaciona las propiedades del sistema en

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Docente universitario de los cursos de Termodinámica Química, Termodinámica del Equilibrio y
Automatización y Control de Procesos. Investigador yconsultor ambiental.

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ambas fases. Esta ecuación es de muy fácil aplicación cuando se busca determinar la
presión, ya sea de burbuja o de rocío, conociendo la temperatura del sistema.
Sin embargo, cuando la incógnita es la temperatura del sistema en equilibrio para una
presión dada, se debe proceder aestimar esa temperatura por un método iterativo hasta
lograr convergencia. En soluciones ideales la convergencia se obtiene generalmente en no
más de 4 iteraciones. El MathCAD© es un software de programación muy útil y versátil
que permite realizar ese cálculo en forma inmediata.

Estudio de Caso
Se tiene un sistema a una presión de 90 kPa, compuesto por agua y alcohol etílico. Laconcentración del alcohol en la mezcla líquida es del 40% mol, es decir, alrededor de
1.705 gramos de alcohol por cada gramo de agua presente. Se desea determinar la
temperatura a la cual esa solución, considerándola como ideal, hierve. Así mismo
determinar la composición de ambas sustancias en los vapores formados.
Solución:
Por tratarse de un sistema ideal aplicaremos la Ecuación de Raoult Ideal:
y iP = xi Pvapi

en donde

yi
xi
P
Pvapi

es la composición molar de la sustancia i en la fase gaseosa
es la composición molar de la sustancia i en la fase líquida
es la presión total del sistema
es la presión de vapor de la sustancia i

En primer lugar, la sustancia i se refiere a cualquiera de los componentes de la mezcla
y en nuestro caso i = 1= alcohol etílico; i = 2 = agua....