Termo

UNIDAD 5
“Mezclas no Reactivas”
5.1.- Fracciones molares y de masa
FRACCIÓN DE MASA
La fracción másica mfi del componente i-ésimo se define como:

Si se divide la ecuación anterior entre mm, se observa que la suma de las fracciones másicas de todos los componentes de una mezcla es igual a la unidad:

FRACCIONES MOLARES
Si el análisis de una mezcla de gases se basa en la cantidad desustancia, el análisis recibe el nombre de análisis molar. El número total de moles Nm de una mezcla viene dado por:

y la fracción molar Yi de un componente cualquiera:

La división de la ecuación anterior por Nm indica que la suma de las fracciones molares de una mezcla de gases es igual a la unidad:

De la definición de masa molar mi de un componente, se tiene que la masa se encuentrarelacionada con el número de moles:

Masa molar aparente de una mezcla de gases Mm:




5.2.- COMPORTAMIENTO P-V-T DE MEZCLAS DE GASES IDEALES Y REALES
Se basa en dos tratamientos conocidos como el modelo Dalton y el modelo de Amagat. Estos modelos se emplean tanto para mezclas de gases ideales y para mezclas de gases reales.

EL MODELO DE DALTON
Un método de evaluación delcomportamiento PvT de las mezclas de gases lo constituye el modelo conocido como la ley de las presiones aditivas de Dalton:
La presión total ejercida por una mezcla de gases es la suma de las presiones pi de los componentes que ejercerían cada uno de los gases si estuvieran solos a temperatura de una mezcla ocupando el volumen de esta.
Por tanto, la ley de Dalton se puede escribir de la forma:Siendo pi la presión del componente i-ésimo en la mezcla y pi = f (T, V).

La presión del componente ejercida por un gas en una mezcla de gases ideales, en virtud de la ley de Dalton, puede expresarse como:

Donde T y V son la temperatura absoluta y el volumen de la mezcla. La presión total de la mezcla de gases ideales viene dada por:

EL MODELO DE AMAGAT
Ley de amagat:
“El volumen totalde una mezcla de gases es la suma de los volúmenes de los componentes Vi que ocuparía cada uno de los gases si estuvieran solos a la temperatura y presión de la mezcla.”
Se expresa mediante la relación:

Donde Vi es el volumen del componente i-ésimo y Vi = f (T, P).
El volumen del componente ocupado por un gas ideal en una mezcla de gases ideales viene dada por:

Si se divide la ecuaciónanterior entre la ecuación del gas ideal escita para el volumen de la mezcla, se obtiene:

Basándose en las ecuaciones anteriores resulta que:


5.3.- PROPIEDADES DE MEZCLAS DE GASES IDEALES Y REALES
Se ha visto que en una mezcla de gases ideales cada gas ejerce una presión igual a su presión del componente. Pero ésta nunca debe ser mayor que la presión de saturación de ese componente a latemperatura de la mezcla. Si al ir aumentando cada vez más la presión, la presión de un componente cualquiera sobrepasa finalmente su presión de saturación a esa temperatura, el gas comenzara a condensar. En el diagrama PV se muestra este proceso

5.4.- MEZCLA DE GASES IDEALES Y VAPORES
5.4.1.- AIRE SECO Y AIRE ATMOSFÉRICO
El aire atmosférico constituye un ejemplo de una mezcla de gases convapor condensable. La condensación del agua contenida en el aire según desciende la temperatura, formando roció.
En la figura se muestra un proceso en el que la temperatura de una mezcla gas-vapor disminuye mientras que la presión total permanece constante.

Cuando se enfría a presión constante una mezcla de vapor de agua y aire seco desde un estado no saturado, la temperatura a la que lamezcla se vuelve saturada, se llama temperatura de rocío.
La temperatura de rocío del aire atmosférico es igual a la temperatura de saturación del agua correspondiente a la presión parcial del vapor de agua que hay en la mezcla.
5.4.2.- HUMEDAD ESPECÍFICA Y RELATIVA
Es necesario poder cuantificar la cantidad de agua presente en las mezclas no saturadas. Esto puede llevarse a efecto utilizando las...