TERMO

Termodinámica 1
Versión 2008

Unidad 5
Sistemas de varias fases

5.1 Presión de Vapor
5.1 Presión de Vapor
La presión de vapor es una de las propiedades más
importante y útiles de los líquidos, de algunos sólidos y de
las soluciones líquidas. Esta propiedad es importante en el
diseño y operación de procesos industriales, químicos,
físicos y biológicos como consecuencia de laexistencia de
interfases en las que participa el vapor.
La presión de vapor es la presión que ejerce el vapor en
equilibrio con el líquido o el sólido que lo origina; su valor
depende de la temperatura y del líquido o sólido en
cuestión, es independientes de las cantidades de líquido y
vapor presente mientras existan ambas.
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Profesor. Luis Vega Alarcón

La presión de vapor de una sustancia esuna
medida de su volatilidad

Existen tablas de presiones de vapor para algunas sustancias, y existen numerosos métodos para estimar la presión de
vapor, dentro de los más conocidos están:
Ecuación de Clausius-Clapeyron.
Gráficas de Cox.
Ecuación de Antoine.
Ecuación de Riedel, Planck y Miller

La volatilidad de una especie es la tendencia que tiene la
especie para pasar del estadolíquido (o sólido) al de vapor. 3

Como ejemplo de tablas disponibles se muestra la Tabla B-3
del “Felder”, que entrega las presiones de vapor del agua en
función de la temperatura.
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Ecuación de Clausius-Clapeyron
La ecuación de Clausius-Clapeyron se deriva de la Ecuación
de Clapeyron:

dPv
Δ HV
=
dT T( v g − v l )
Para presiones moderadas y bajas, el volumen específico
molar del gas(vg) es mucho mayor que el volumen
específico molar del líquido (vl), podemos despreciar este
ultimo para estas condiciones.

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Considerando comportamiento de gas ideal (Pv · vg = R·T):

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Gráfica de Cox

dPv Δ HV
=
dT
Pv
RT 2
Asumiendo ΔĤ constante en un rango de temperatura
pequeño, se integra obteniendo la Ecuación de ClausiusClapeyron.

ln Pv = −

dPv Δ HV
=
dT T ⋅ vg

La gráfica de Cox representa por intermedio de líneas
rectas los datos de presión de vapor de un grupo de
substancias en un amplio rango de temperatura.

ΔH V
+B
RT
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Ecuación de Antoine

lg(PV ) = A −

B
T+C

ln(PV ) = A −

B
T+C

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Problema (Nº7 Cap7). Utilizando la ecuación de Antoine
estimar la presión de vapor de la acetona en mm Hg a T=
25ºC.

lg(PV ) = A −

B
T+C

ln (PV ) = −

Desde la tabla de las constantes de Antoine para la
acetona:

A
7.02447

Pv

B
1161.0

1161.0 ⎞
⎛
⎜ 7.02447 −
⎟
25 + 224 ⎠
⎝
= 10

Ecuación de Riedel, Planck y Miller

C
224

h
− 1 − TbR
G
K=
(3 + TbR )(1 − TbR ) 2

h=

= 230[mmHg ]
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[

G
2
1 − TR + K (3 + TR )(1 − TR )3
TR

TbR ⋅ ln(PC )
1 - TbR]

G = 0.4835 + 0.4605 h

TbR =

Tb
TC

Esta ecuación se adapta bien a la mayoría de los casos de
interés practico. No entrega buenos resultados para
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sustancias muy polares.

5.2 Sistemas Gas-Vapor
5.2 Sistemas Gas-Vapor

Ecuación de Antoine
Ecuación de Antoine

Cuando un gas puro o mezcla gaseosa se encuentra en
contacto con un líquido, el gas adquiere cierta cantidadde
vapor del líquido. Si este contacto se mantiene durante un
intervalo de tiempo considerable, se logra el equilibrio,
después de lo cual la presión parcial del vapor iguala a
la presión de vapor del líquido a la temperatura del
sistema.

Ecuación de DIPPR
Ecuación de Gauss
Ecuación de Riedel

Pparcial = Pvapor (T )

Ec de Gomez-Thodos
Ecuación de Miller
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Considerando unsistema que contiene inicialmente aire seco
a 75ºC y 1 atm, al cual se le agrega agua líquida.

Aire
T=75ºC
P=1 atm

Inicialmente la fase gaseosa no contiene
vapor de agua por lo que su presión parcial.

PP( agua) = 0

Aire + vapor

Agua(liq)

Agua(liq)

Aire + vapor

Agua(liq)

A medida que pasa el tiempo las moléculas
comienzan a evaporarse y su fracción molar
en la...