Termodinamica Quilibrio De Fases

Practica No. 1

Equilibrio Entre Fases Para Una Sustancia Pura.

Consideraciones Teóricas.


1.- Conceptos.

Todos sabemos que cuando dejamos un líquido en un recipiente destapado, después de un cierto tiempo, el líquido se evapora.
Hay líquidos cuya evaporación a condiciones ambientales es instantánea como el oxígeno, nitrógeno, cloro, gas doméstico y muchos otros que paraconservarse líquidos se encuentran embotellados en cilindros metálicos a presión.

Otros líquidos tienen tiempos de evaporación variables como el agua, acetona, benceno, etc.

Finalmente hay otros líquidos cuyos tiempos de evaporación son muy grandes: como son los aceites.

Para que un líquido no se evapore, el recipiente que lo contiene debe estar herméticamente cerrado, en tal casoel llamado "espacio libre" del recipiente está lleno de vapores del mismo líquido (y otros gases si el recipiente no fue evacuado previamente) que ejercen una presión sobre él y sobre las paredes del recipiente.


2.- Definición.
La presión que ejercen los vapores de un líquido varía en forma proporcional a la temperatura y se llama su PRESION DE VAPOR.
3.- Relación entre la presión devapor y la temperatura.

A una misma temperatura, líquidos diferentes tienen presiones de vapor diferentes. Los líquidos con presiones de vapor grandes tienden a evaporarse más rápidamente y se dice que son líquidos muy volátiles o ligeros. Los líquidos con presiones de vapor pequeñas se evaporan lentamente y por lo tanto son líquidos poco volátiles o pesados.

Como la presión de vapor de unlíquido aumenta con la temperatura: a una presión fija dada los líquidos muy volátiles tienen temperaturas de ebullición bajas mientras que los líquidos poco volátiles tienen temperaturas de ebullición altas.


UN LIQUIDO HIERVE CUANDO SU PRESIÓN DE VAPOR IGUALA A LA PRESION EXTERNA.
4.- Curva de presión de vapor.

Cuando se mide la presión de vapor de un líquido (Pvap) a diferentestemperaturas (t o T) o dicho en forma equivalente, cuando se mide la temperatura de ebullición de un líquido a diferentes presiones: al graficar los datos Pvap versus t, la gráfica resultante se llama CURVA DE PRESIÓN DE VAPOR o CURVA DE VAPORIZACION y es la curva que en el diagrama de fases de una sustancia pura corresponde a la línea que divide la región en la que la sustancia se encuentra comolíquido de la región en la que la sustancia existe como vapor.

La curva completa de presión de vapor de un líquido empieza en el punto triple y termina en el punto crítico.

5.- Representación matemática de la curva de presión de vapor.
Con objeto de facilitar el uso práctico de la curva de presión de vapor, se ha tratado de representarla por medio de ecuaciones matemáticas. La ecuaciónmás sencilla que se emplea para representar la curva de presión de vapor es la de Clausius-Clapeyron (C.C.) seguida por la de Antoine, entre las más complicadas pero más exactas está la de Wagner.

6.- Usos.
El conocimiento de la curva de presión de vapor de los líquidos es muy útil, algunos usos:

a).- Para la determinación de la temperatura de ebullición de los mismos.

b).- Paraconocer los niveles de concentración de vapores de mezclas gaseosas explosivas.

c).- Determinar los niveles permisibles de exposición a vapores venenosos o peligrosos.
d).- Para la solución de problemas de equilibrio entre fases.

e).- Para la determinación de calores latentes de vaporización.


Desarrollo de la Práctica.


El método que se utiliza para medir la presión devapor del líquido es un método dinámico y el equipo es el que se muestra en la figura.


1.- Procedimiento.
a).- Ponga en el recipiente el líquido de estudio.

b).- Cierre el sistema del exterior por medio de la válvula de conexión al exterior y coloque el portatermómetro .

c).- Encienda la bomba de vacío observando por medio del manómetro diferencial que la presión dentro del...