Tratamiento de agua

EQUILIBRIO LÍQUIDO-VAPOR DEL SISTEMA BINARIO N-HEXANO-ETANOL

Carlos Trejos, Dinorah Torrealba
Laboratorio de Fisicoquímica (sección 61) – Escuela de Ingeniería Química
Universidad de Carabobo

Profesor: Adrián, Sierra
Preparador: Nelson, Rivas

RESUMEN

Esta experiencia práctica tuvo como finalidad el estudio del sistema binario n-hexano-etanol, para lo que se construyeron curvas decalibración densidad-composición e índice de refracción-composición, esto se realizó preparando soluciones a distintas composiciones de n-hexano y midiendo su masa e índice de refracción. Una vez realizadas dichas curvas, se armó un equipo Quitfix al cual se añadió inicialmente n-hexano en el calderín y se realizaron adiciones sucesivas de etanol, tomando cada vez datos de temperatura de equilibrioe índice de refracción tanto de la solución extraída del calderín como la del destilado. Se desmontó el equipo y se repitió el proceso, pero esta vez con etanol en el calderín y adiciones de n-hexano, midiendo las mismas variables. Entre los principales resultados se puede resaltar que el diagrama de equilibrio líquido-vapor presenta una desviación positiva a la ley de Raoult y que la mezclapresenta un azeótropo a una composición de (0,6 ± 0,1) Adim y a (57,0 ± 0,1) °C.

Palabras clave: equilibrio, destilación, solución binaria.

INTRODUCCIÓN

Esta práctica busca estudiar el equilibrio líquido-vapor para el sistema binario n-Hexano-etanol. Para ello se determinan las curvas de calibración de la densidad y el índice de refracción de la mezcla n-Hexano-etanol y la composición molardel componente más volátil (n-Hexano). Además del cálculo de los coeficientes de actividad para verificar posibles desviaciones del sistema la idealidad.

El estudio de las soluciones binarias es de vital importancia en procesos de destilación o separación, en la industria se utiliza por ejemplo, cuando se desea recuperar algún componente de una mezcla o ambos, en el caso de que sea binaria, conla finalidad de reutilizarlo. Este proceso se basa en la diferencia de puntos de ebullición de los componentes.
METODOLOGÍA

El procedimiento seguido durante la experiencia práctica consistió inicialmente en la realización de dos curvas de calibración, una con la densidad en función de la composición y otra del índice de refracción en función de la composición del componente más volátil. Paraello se prepararon diez soluciones compuestas por n-hexano al 98% y etanol al 99,8% en un picnómetro de 10 mL. Variando el volumen de n-hexano de 1 en 1 mL, desde 0 a 10 mL, completando el volumen del picnómetro con la solución de etanol. A cada solución se les midió la masa y el índice de refracción, obteniendo así valores de estas propiedades para cualquier concentración de las soluciones atrabajar a través de la graficas correspondiente posteriormente.
Luego, se montó el equipo y en el calderín se colocaron (30 ± 0,5) mL de solución de n-hexano al 98%. Se dejó que el sistema se calentara con la ayuda de la manta de calentamiento que se coloca en 6 hasta alcanzar una temperatura constante y flujo constante de condensado, en ese momento se tomaron muestras de la solución en elcalderín y del vapor condensado simultáneamente. A dichas soluciones se les midió el índice de refracción. Posteriormente se retiró la manta de calentamiento, se enfría con beaker y agua esperó a que baje la temperatura y se adicionó (0,20 ± 0,05) mL de etanol en el calderín, se colocó nuevamente la manta y se esperó a que el sistema alcanzara el nuevo equilibrio, una vez alcanzado se repitió elproceso de medición de índices de refracción a las soluciones del calderín y condensado. Luego se repitió el proceso para adiciones de (0,40 ± 0,05), (0,60 ± 0,05), (0,80 ± 0,05), (1,00 ± 0,05), (4,00 ± 0,05) y (8,00 ± 0,05) mL de etanol.
Una vez realizadas todas estas adiciones, se desmontó el equipo de destilación y se colocaron (30,0 ± 0,5) mL de n-hexano en el calderín y se repitió el...