sistema fenol-agua

Fisicoquímica CIBEX

Guía de Trabajos Prácticos 2010

Trabajo Práctico N° 3
- Sistema de Líquidos Parcialmente Miscibles: Fenol-AguaObjetivo: Estudiar el comportamiento de un sistema de líquidos parcialmente miscibles, a presión
constante. Determinar la temperatura y la composición crítica del sistema.
Consideraciones Generales
La regla de las fases establece

V =C−F +2
Donde

V esla varianza o grados de libertad: es el número mínimo de variables intensivas independientes
necesario para especificar el estado de un sistema en equilibrio;
F es el número de fases. Fase es toda porción homogénea de un sistema en equilibrio que presenta
límites físicos definidos;

C es el número de componentes: es el menor número de especies químicamente independientes
necesario paradescribir la composición de cada fase de un sistema en equilibrio.
Como el número mínimo de grados de libertad es cero, el número máximo de fases Fmáx = C + 2 . Si el
sistema es de dos componentes independientes resulta Fmáx = 4 . Por otra parte el número mínimo de
fases es Fmin = 1 , con lo que resulta Vmax = 3 . Estas variables son la temperatura ( T ), la presión ( p ) y la
concentración o lacomposición ( c o x ). La representación del comportamiento del sistema debe
hacerse entonces en un sistema de tres ejes coordenados que pueden corresponder respectivamente a
presión, temperatura y composición. Sin embargo, si una de las variables anteriores se mantiene
constante, se simplifica la representación que puede hacerse entonces en el plano. Estas
representaciones se llaman Diagramas deFases. Por ejemplo, puede representarse el comportamiento
del sistema de varias formas: T = f ( c ) a p = cte o p = f (c ) a T = cte o p = f (T ) a composición
constante, entre otras.
De acuerdo a la regla de las fases, un líquido puro en contacto con su vapor constituye un sistema
univariante. Sin embargo, si se agrega una cantidad pequeña de una segunda sustancia, capaz de
disolverse en laprimera, dará lugar a la formación de un sistema bivariante, pues el número de
componentes es 2 y el número de fases también (la solución líquida homogénea y el vapor en equilibrio
con ella). A temperatura constante, la presión del sistema es una función de la composición.
Si el segundo componente es un líquido parcialmente soluble en el mismo y se agrega en cantidades
crecientes, la soluciónresultante permanecerá homogénea y su composición y presión se modificarán
continuamente hasta que la concentración alcance un valor definido a partir del cual la sustancia no
continuará disolviéndose y esto dará lugar a la formación de dos fases líquidas. Dado que en el sistema,
a partir de ese momento, hay tres fases presentes -dos líquidos y un vapor- el sistema pasa de bivariante
aunivariante. A una temperatura dada, la concentración de los componentes en las dos fases líquidas,
como así también la presión de vapor, tendrán valores definidos. Las dos fases líquidas pueden ser
consideradas, la una como una solución del componente 1 en el componente 2 y la otra como solución
del componente 2 en el componente 1.
Si la temperatura se mantiene constante, el sistema constituido pordos fases líquidas tiene una presión
de vapor definida, y el agregado de uno de los componentes modificará solamente las cantidades
relativas de las fases líquidas presentes. Cuando la temperatura cambia, la composición de las dos
soluciones también lo hace, y este hecho dará lugar a la obtención de dos curvas de solubilidad, una
mostrando la solubilidad del componente 1 en el 2 y la otra del2 en el 1. Dado que la formación de las
soluciones está acompañada con cambios térmicos, la solubilidad puede aumentar o disminuir con el
incremento de la temperatura. Las dos soluciones que a una temperatura dada coexisten en equilibrio,
se denominan soluciones conjugadas.
El Sistema Fenol-Agua
Cuando el fenol se agrega al agua a temperatura ambiente, se obtiene una solución homogénea de...