Laboratorio de Fisicoqumica IIJueves 8-11am C-D

Universidad nacional mayor de san marcos

E.A.P: Ingeniera Qumica

PRCTICA N9: Equilibrio Liquido- Vapor ASIGNATURA: Laboratorio de Fisicoqumica I PROFESOR: Anbal Figueroa HORARIO:Jueves 8-11pm INTEGRANTES: 10070111: Camarena Sullca, Csar Eduardo 10070218: Chero Osorio, Sheyla Paola 10070119: Gonzales Jurado Jos Luis10070221: Padilla Ortiz Karen Dorila 10070046: Pulache Maco, Brenda Carolina

FECHA DE REALIZACIN:Jueves 3 de Mayo de 2012 FECHA DE ENTREGA:Jueves10 de Mayo de 2012GRUPO: C-D

1. ResumenPg. 32. IntroduccinPg. 4

3. Principios TericosPg. 5

4. Detalles ExperimentalesPg. 12

5. Tabla de datos y resultadosPg. 13

6. ClculosPg. 15

7. Anlisis y discusin de resultadosPg. 18

8. Conclusiones y recomendacionesPg. 19

9. BibliografaPg. 20

10. Apndice Pg. 21

Cuestionario Pg. 21 GrficosPg. 22 Hoja de datos Pg. 23

La experiencia de Equilibrio lquido-vapor tiene como objetivo primordial determinar el diagrama temperatura-composicin y el diagrama x-y, para una mezcla lquida de dos componentes. Para ello hemos empleado un equipo de destilacin fraccionada para determinar los puntos de ebullicin.

Las condiciones con las que se trabaj en el laboratorio, fueron de una presin de 756 mmHg, una temperatura de 25 C y una humedad relativa del 96 %.

Una vez armado el equipo correspondiente con 25 mL del componente a estudiar (propanol) en el baln, se va alimentando progresivamente pequeos volmenes del otro, Propanol y Agua, respectivamente; observando el punto de ebullicin del componente a estudiar puro y de las mezclas. Siguiendo estos pasos se obtendrn muestras de destilado y residuo que luego se analizarn mediante el refractmetro. Luego con estos datos se fabricarn grficas con las cuales se podrn obtener las composiciones molares del componente ms voltil, en este caso, el propanol.

As para esta mezcla tenemos que a tales condiciones los resultados experimentales nos dan temperatura de ebullicin del propanol experimental fue de 98 C (segn la grafica N 2) y la terica 97.4C con un porcentaje de error de 0.61% y el punto azeotrpico fue de 86.9 C con Fracciones molares e residuo y destilado iguales 0.23 (X propanol e Y de propanol)(componente ms voltil)En el momento de la destilacin se debe tomar la temperatura cuando el sistema empieza a condensar, no ha hervir, para ello se debe mantener un calentamiento uniforme y lento sobre el baln. Una conclusin importante de este sistema de mezcla binaria es que sta presenta una desviacin positiva a la ley de Raoult ello debido a que el diagrama temperatura vs. Composicin, que hemos determinado, presenta un mnimo en el punto de ebullicin, es decir el azetropo hierve a temperatura ms baja que la de sus componentes.

Se recomienda que la medicin de los volmenes deba ser exacta, ya que es indispensable para los clculos posteriores.

El presente informe a tratar tiene como objetivo principal determinar el diagrama de temperatura- composicin, para sistemas de lquidos voltiles cuyo comportamiento es cercano al ideal.

El equilibrio lquido-vapor obedece a mezclas azeotrpicas, que se caracterizan por tener composiciones constantes en la fase vapor y en la fase lquida, en el punto azeotrpico de la mezcla donde ste representa la mxima composicin de destilado.Las mezclas azeotrpicas obedecen a soluciones reales, ya que no obedecen a las leyes de Raoult y Dalton presentando desviaciones positivas y negativas respecto a esta ley.La elevacin del punto de ebullicin que observamos en la experiencia es til para determinar la masa molecular relativa de materiales solubles no voltiles.A su vez, tambin es til en un experimento de destilacin, el vapor es atrado y condensado completamente

En ingeniera el trmino "destilacin" se aplica slo para aquellas operaciones en las cuales la vaporizacin de una mezcla lquida produce una fase de vapor que contiene ms de un componente que del otro, queriendo recuperar uno o algunos de los componentes en estado puro.No obstante, en escala industrial no es prctico este procedimiento, por lo cual en las industrias de petrleo, del alquitrn de hulla y del alcohol etlico se usan las columnas de fraccionamiento.

Una de las funciones ms importantes de la sangre es la de transportar oxgeno. La sangre entera disuelve grandes cantidades de oxgeno, debido que el oxgeno reacciona qumicamente con la hemoglobina, por lo que no se puede usar la ley de Henry para predecir esta solubilidad. El nitrgeno tiene una solubilidad parecida en la sangre entera y en el plasma; y es la causa principal si los nadadores submarinos vuelven con demasiada rapidez a las condiciones normales de presin, ocasionando la liberacin repentina de las burbujas de gas en la corriente sangunea, esto puede acarrear la ruptura de los capilares; porque no hay ningn mecanismo que altere la aplicacin de la ley de Henry. El peligro se puede reducir mediante un regreso lento a las condiciones atmosfricas, proceso conocido como descompresin, dejando transcurrir tiempo suficiente entre los cambios sucesivos de presin para que el cuerpo pueda expulsar el exceso de nitrgeno. Si se usa una mezcla de oxgeno y helio en lugar del aire, se puede reducir el tiempo necesario para expulsar el gas, ya que el helio es mucho menos soluble que el nitrgeno. Esa aplicacin se ha usado con xito en aos recientes.

Adems podemos decir que la utilizacin de la grfica temperatura vs. Composicin molar es muy importante para obtener datos acerca de composiciones de mezclas y cantidades de destilaciones.

Esperamos que el presente trabajo sea de su agrado y utilidad.

La ley de Raoult

La Ley de Raoult establece la relacin entre la presin de vapor de cada componente en una solucin ideal es dependiente de la presin de vapor de cada componente individual y de la fraccin molar de cada componente en la solucin. La ley debe su nombre al qumico francs Franois Marie Raoult (1830-1901)

Si un soluto tiene una presin de vapor medible, la presin de vapor de su disolucin siempre es menor que la del disolvente puro. De esta forma la relacin entre la presin de vapor de la disolucin y la presin de vapor del disolvente depende de la concentracin del soluto en la disolucin. Esta relacin entre ambos se formula mediante la Ley de Raoult mediante la cual: la presin parcial de un disolvente sobre una disolucin P1 est dada por la presin de vapor del disolvente puro Po1, multiplicada por la fraccin molar del disolvente en la disolucin X1.

Es decir que la presin de vapor del soluto crece linearmente con su fraccin molar. En una solucin que slo contenga soluto, se tiene que X1=1-X2, donde X2 es la fraccin molar del soluto, pudiendo escribir la formulacin de la ley como:

Se puede ver de esta forma que una disminucin en la presin de vapor, P es directamente proporcional a la concentracin del soluto presente

Caractersticas

Una vez que los componentes de la solucin han alcanzado el equilibrio qumico, la presin total del vapor es:

y la presin individual de los componentes gaseosos es

Donde:

(Pi)puro es la presin de vapor del componente puro Xi es la fraccin molar del componente en solucin

Consecuentemente a medida que el nmero de componentes gaseosos va creciendo en la solucin, la presin de los componentes individuales decrece, as como la fraccin molar de cada uno de ellos que va decreciendo igualmente con la adiccin de nuevos componentes. Si se tuviera un soluto puro, se alcanzara el valor nulo de presin de vapor (es decir el cuerpo no se evaporara). En este caso la presin de vapor de la disolucin sera igual a la suma de las presiones parciales de cada componente (Ley de Dalton).

Disoluciones reales

Se conocen muchos ejemplos de disoluciones binarias en las que la tendencia de escape de las molculas de un componente est alterada por la proximidad de las molculas del otro. Estas disoluciones denominadas reales o no ideales no obedecen a la ley de Raoult para todo el intervalo de su composicin. Se admiten dos tipos de desviaciones de la ley de Raoult : desviacin positiva y desviacin negativa.Cuando la atraccin entre molculas de diferente especie, por ejemplo, molculas A y B, es mayor que si se tratase de molculas iguales como A y A, y B y B, la presin de vapor de la disolucin es menor

FIG. 1. Curva presin de vapor composicin para un sistema binario ideal.

que la que caba esperar para una disolucin ideal, producindose una desviacin negativa. Si la desviacin es suficientemente grande, la curva de la presin total de vapor presenta un mnimo, como se observa en la figura 2, donde A es el cloroformo y B la acetona.

DESTILACION DE MEZCLAS BINARIAS

Diagramas del punto de ebullicin y destilacin fraccionada.

Para el estudio de la destilacin es ms conveniente emplear la representacin grfica de los puntos de ebullicin que la de las presiones de vapor de una mezcla binaria de diferentes proporciones. En la figura 4 se muestra un diagrama de puntos de ebullicin para una mezcla binaria ideal; aqu, si las temperaturas de ebullicin de la mezcla, a la presin atmosfrica (puntos normales de ebullicin de la disolucin), se representan en funcin de la composicin del lquido, se obtiene la curva inferior, y en funcin de la composicin del vapor se alcanza la curva superior del diagrama.

Las curvas de la presin de vapor pueden obtenerse a partir de la ley de Dalton de las presiones parciales, la cual establece que la presin total de una mezcla de gases que se comporten de forma ideal es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes, y una de las conclusiones esenciales de esta ley es que la presin parcial de cada gas es igual a la presin total multiplicada por la fraccin molar de dicho gas en la mezcla. Por tanto, la composicin del vapor, es decir, la fraccin molar de cualquier componente de una mezcla binaria, en estado de vapor, puede calcularse admitiendo un comportamiento de gas ideal, y entonces, bajo esta condicin, tenemos

FIG. 2. Diagrama del punto de ebullicin de una mezcla binaria ideal.

donde Xi es la fraccin molar del constituyente en la fase de vapor, pi su presin parcial y P la presin total.

Ejemplo 5. Suponiendo que los componentes lquidos, puros, de una mezcla binaria tienen respectivamente las presiones de vapor de 100 y 300 mm de Hg a una determinada temperatura, y que las correspondientes fracciones molares de dichos componentes son 0,1 y 0,9, calclese la composicin del vapor.Primero, se emplea la ley de Raoult para calcular las presiones parciales:pA = 100 x 0,1 = 10 mmpB = 300 x 0,9 = 270 mm.La presin total P = pA + pB es 10 + 270 = 280 mm. Y ahora se aplica la ecuacin [7] para obtener la composicin de la fase de vapor:

Por supuesto que la composicin del lquido en ebullicin y la del vapor condensado pueden tambin determinarse extrayendo peridicamente muestras del residuo lquido y del destilado, y analizndolas.Cuanto mayor es la presin de vapor de un lquido, o sea, cuanto ms voltil, ms bajo ser su punto de ebullicin. El vapor de una mezcla binaria es siempre ms rico en el constituyente ms voltil, como se vio en el ejemplo 5, y por ello se recurre al proceso de la destilacin fraccionada para separar los constituyentes ms voltiles de los que lo son menos. La figura 4 corresponde a una mezcla de un lquido A de punto de ebullicin elevado, y otro B de punto de ebullicin ms bajo. Una mezcla de estas dos sustancias, cuya composicin es a, destila a la temperatura de ebullicin b ; la composicin del vapor v1, en equilibrio con el lquido a esta temperatura, es c, la cual ser la composicin del destilado cuando el vapor se condense, y ste estar formado casi en su totalidad por B puro, ya que es el componente ms voltil, mientras que el residuo del matraz de destilacin es una mezcla de A y B. Si la destilacin contina, el punto de ebullicin se eleva, pues el residuo se enriquece en el componente menos voltil. En el punto d la composicin del residuo es e, la composicin del lquido condensado procedente del vapor es f, y ,prcticamente, en el matraz de destilacin queda el lquido A puro. Si los vapores condensados v1, v2, etc., son redestilados por separado, puede obtenerse al final lquido A puro en el residuo, y B puro en el destilado, y de este modo se separan A y B por fraccionamiento.En la prctica, para separar dos lquidos que tienen puntos de ebullicin diferentes, se emplea una columna de fraccionamiento. El vapor que asciende por la columna se encuentra con el lquido que fluye hacia abajo; como el vapor se enfra por el contacto con este lquido, alguna fraccin, la de punto de ebullicin mayor, se condensa, y el vapor tendr mayor proporcin del componente voltil que cuando abandon el matraz de destilacin. Por tanto, a medida que el vapor asciende por la columna de fraccionamiento, se enriquece, progresivamente, en el componente ms voltil B, y el lquido que vuelve a la caldera de destilacin se enriquece en el componente menos voltil, A.Las curvas del punto de ebullicin presentan mximos o mnimos que se corresponden, respectivamente, con los mnimos y mximos de las curvas de la presin de vapor de las disoluciones no ideales. Existen casos, como muestran las figuras 5 y 6, en los que por destilacin fraccionada de mezclas, como se ha descrito antes, es posible obtener A y B puros y una mezcla m, de punto de ebullicin constante, conocida por azetropo (del griego: ebullicin inalterada) o mezcla azeotrpica. Aqu no es posible separar por simple fraccionamiento los dos componentes puros de una mezcla binaria, ya que la mezcla azeotrpica destila sin variar ni la composicin ni la temperatura. El componente A puro y la mezcla azeotrpica se obtienen por destilacin fraccionada de una mezcla de composicin inicial a; mientras que el B puro y el azetropo se obtienen partiendo de una composicin b.Cuando se destila, a presin atmosfrica, una disolucin de HCl y agua, se obtiene una mezcla azeotrpica que hierve a 108,58, y contiene un 20,22% en peso de HCI; la composicin de esta mezcla es lo suficientemente definida y reproducible como para que esta disolucin pueda emplearse como patrn en Qumica analtica. El agua y el cido actico, y el cloroformo y la acetona, forman mezclas azeotrpicas con mximo en las curvas de los puntos de ebullicin y mnimo en las

FIG. 3. Diagrama del punto de ebullicin de un sistema que presenta un mnimo.

FIG. 4. Diagrama del punto de ebullicin de un sistema que presenta un mximo.

Curvas de presin de vapor. Entre las mezclas binarias que presentan mnimo en las curvas del punto de ebullicin y mximo en las de presin de vapor estn: el etanol y el agua, y el metano y el benceno.

Destilacin en corriente de vapor.

Cuando se calienta una mezcla de dos lquidos prcticamente inmiscibles, agitando, al mismo tiempo, para exponer las superficies de ambos a la fase de vapor, cada constituyente presenta su propia presin de vapor, que depende de la temperatura, y es independiente de la mezcla; o sea, que se comporta como si el otro constituyente no estuviese presente. Por tanto, la mezcla hierve y comienza a destilar cuando la suma de las presiones parciales de vapor de los dos lquidos inmiscibles se hace igual a la presin atmosfrica.Este principio se aplica en la destilacin en corriente de vapor, proceso familiar al estudiante de Farmacia y de Qumica orgnica. Mediante este procedimiento, muchos compuestos orgnicos insolubles en agua se puede purificar a una temperatura inferior a la que tiene lugar su descomposicin. As, a la presin de 760 mm, el bromobenceno puro hierve a 156,2 y el agua a 100 C; sin embargo, la mezcla de bromobenceno y agua hierve a 95 C, o sea, a 61 por debajo del punto normal de ebullicin del lquido orgnico. La destilacin en corriente de vapor se emplea, especialmente, para extraer esencias de los tejidos de las plantas sin que aqullas se descompongan.La composicin del lquido procedente de la destilacin en corriente de vapor depende de la relacin entre las dos presiones parciales. La presin parcial de un componente i, en una mezcla gaseosa, viene dada por la presin total multiplicada por la fraccin molar del componente: [8]

y la presin parcial del vapor de agua es: [9]

Dividiendo [8] por [9] se obtiene la razn

[10]

4.1 Materiales: Equipo especial para puntos de ebullicin, termmetro de decimas, mechero de alcohol, refractmetro, tubos con tapones de corcho, pipetas.

4.2 Reactivos: Sistema 3: Agua (A)y 1- Propanol (B)

4.0 PROCEDIMIENTO:

4.1 Determinacin de los puntos de ebullicin

a) Arme el equipo especial para puntos de ebullicin, que consta de un baln de 125ml, un refrigerante de reflujo, un separador para retirar destilado. El equipo debe estar completamente limpio y seco.b) Coloque =25ml de A en el baln y ponga el termmetro de tal manera que su bulbo quede sumergido hasta la mitad en el liquido.c) Caliente lentamente la muestra hasta obtener una ebullicin vigorosa a temperatura constante. Evite sobrecalentamiento. Lea y anote la temperatura de ebullicin.d) Tome con una pipeta una muestra de aproximadamente 1ml del residuo en un tubo limpio y seco, tape y marque adecuadamente el tubo, al mismo tiempo extraiga todo el destilado del separador, en otro tubo seco, devuelva el exceso de destilado al baln hasta quedarse con aproximadamente 1ml, tape y marque.e) Aada cada incremento de la tabla 1 y repita los pasos c) y d) para cada incremento.f) Lave y seque el baln .Coloque =25ml de B y repita los pasos b), c), d) y e).4.2 Determinacin de la composicin de las mezclas.

a) En tubos con tapn de corcho, prepare 3ml de las mezclas indicadas en la tabla N 2, midiendo las temperaturas de A y B.b) Mida el ndice de refraccin de las mezclas preparadas en a).c) Mida el ndice de refraccin de cada una de las muestras de destilado y residuo, obtenidas en 4.1 .Use acetona para limpiar el refractmetro.

RESULTADOS EXPERIMENTALES

1) Condiciones de Laboratorio:Tabla N 1Temperatura (T)

Presin (P)Humedad Relativa (%)

25C756 mm Hg96

2) Datos Experimentales:

Determinacin de los puntos de ebullicin del sistemaPARA 20ML DE AGUA CON INCREMENTOS DE 1-PROPANOL:Tabla N 2

# Incremento

Incrementos de 1-propanoln Destiladon ResiduoT ebullicin C

0098.0

11.01.35741.334596.7

23.01.37111.338894.5

35.01.37371.348888.2

48.01.36511.360087.4

59.01.36831.368087.1

610.01.37491.372786.9

PARA 20ML DE 1-PROPANOL CON INCREMENTOS DE AGUA:

Tabla N 3

# Incremento

Incrementos de H2On Destiladon ResiduoT ebullicin C

101.38111.383097.3

20.41.38151.381595.4

30.41.38971.389794.6

40.41.37831.379391.0

50.51.37851.380788.6

Determinacin de la composicin de las mezclas:

Tabla N 4

# de MuestraVolumen de H2O(ml)Volumen de1-propanol(ml)n(ndice de Refraccin)

13.00.01.3337

22.90.11.3364

32.80.21.3638

42.50.51.3611

52.10.91.3690

61.71.31.3692

71.41.61.3774

81.02.01.3774

90.52.51.3809

100.03.01.3842

3) Datos Tericos:Tabla N 5H2O1-propanol

n (ndice de refraccin)1.33301.3850

Densidad(p) (20C)0.997 g/cm30.804 g/cm3

T ebullicin100C97.4C

B (factor de compresibilidad)69x10-6 C-1

X Mezcla Azeotrpica0.432

Peso molecular18.060.09

Tabla N6 (Segn Grafica N 2):

Mezcla azeotroposT ebullicinC%en peso

alcoholAZEOTROPOAguaOtro comp.

1-propanol97.486.92377

Determinacin de la composicin del Destilado y Residuoa) Calcule el % molar del componente ms voltil en cada una de las mezclas preparadas en la Tabla N4.El componente ms voltil es el 1-propanol ya que su temperatura de ebullicin es menor que la del agua segn los datos tericos.

De la siguiente frmula se calcula la densidad del 1-propanol a 25C:Pt1-propanol = pt0 1-B(t0-t)CP25C1-propanol = 0.804 g/cm3 1-69x10-6C-1 (20-25)CP25C1-propanol = 0.8037 g/cm3

De la tabla N4 se obtienen las moles del 1-propanol:N de muestra:1) 0 moles

2) 0.1ml(0.8037g/ml) =0.08037gn2 =0.08037g/60.09gmol=1.338x10-3moles

3) 0.2ml(0.8037g/ml) =0.16074gn3 =0.16074g/60.09gmol=2.675x10-3 moles

4) 0.5ml(0.8037g/ml) =0.40186gn4 =0.40186g/60.09gmol=6.688x10-3 moles

5) 0.9ml(0.8037g/ml) =0.72335gn5 =0.72335g/6009gmol=0.012038moles

(as sucesivamente se continan los clculos)La densidad del agua a 25C:PH2O25C =0.99704g/cm3

De la tabla N4 se obtienen las moles del agua:

N de muestra:1) 3.0ml(0.99704g/ml) =2.99112gn1 =2.99112g/18gmol=0.16617moles

2) 2.9ml(0.99704g/ml) =2.891416gn2 =2.891416g/18gmol=0.1606moles

3) 2.8ml(0.99704g/ml) =2.791712gn3 =2.791712g/18gmol=0.1551moles

4) 2.5ml(0.99704g/ml) =2.4926gn4 =2.4926g/18gmol=0.1385moles

5) 2.1ml(0.99704g/ml) =2.0938gn5 =2.0938g/18gmol=0.1163moles

(as sucesivamente se continan los clculos)

Calculando porcentajes del 1-propanol en la mezcla:1) %X1 = 0%

2) %X2=0.0013/0.161939*100% = 0.83 %

3) %X3 = 0.0027/0.1578 *100% = 1.70%

4) %X4 = 0.0067/0.1452 *100% = 4.61%

5) %X5 = 0.0121/0.1284 *100% = 9.39%

(as sucesivamente se continan los clculos)

Tabla N 7# de muestraVol. A (mL)Vol. B (mL)moles de Amoles de BX(B)% X(B)

1,003,000,000,16620,00000,00000,00

2,002,900,100,16060,00130,00830,83

3,002,800,200,15510,00270,01701,70

4,002,500,500,13850,00670,04614,61

5,002,100,900,11630,01210,09399,39

6,001,701,300,09420,01740,156015,60

7,001,401,600,07750,02140,216521,65

8,001,002,000,05540,02680,325932,59

9,000,502,500,02770,03350,547354,73

10,000,003,000,00000,04021,0000100,00

b) Construya la curva de ndice de Refraccin - % molar del componente ms voltil, para las mezclas de la Tabla N2 (Curva patrn).

c) Del grfico, determine el % molar del componente ms voltil de cada una de las muestras de destilado y residuo.

% X(B)n

0,001.3337

0,831.3364

1,701.3638

4,621.3611

9,401.3690

15,631.3692

21,681.3774

32,631.3774

54,771.3809

100,001.3842

El aumento del punto de ebullicin depende nicamente del nmero de moles de soluto que estn presente en una cantidad dada de disolvente. La naturaleza individual del soluto no causa ninguna diferencia mientras su accin sea ideal. Es decir depende del equilibrio solvente puro lquido o con el solvente puro en estado de vapor.

La grfica temperatura- composicin no sale muy definida debido a que no es una solucin ideal, a su vez al momento de medir el ndice de refraccin, puede haberse tomado mal los datos o no haber estado calibrada la mquina. .Al calentar la solucin en el equipo para puntos de ebullicin, la llama debi ser baja y constante para evitar que escape el vapor bruscamente, adems de que se altere el equilibrio lquido- vapor. As mismo al momento de aadir incremento o retirar residuo pudo haberse dejado abierto esa entrada, bajando la concentracin de la mezcla, por ser voltil.

La curva temperatura- composicin sale super delgada, esto indica que tratar con destilacin a esa mezcla no es recomendable, por no ser muy econmica, porque habra de repetirse la operacin muchas ms veces, ms que las normales, haciendo gastos extras.

El vapor es ms rico en 1-propanol por ser el ms voltil que el agua, con el cual est en equilibrio. Una solucin hierve cuando la suma de las presiones parciales de los componentes llegue a ser igual a la presin aplicada. Para la solucin estudiada se observar que a mayor temperatura menor ser el ndice de refraccin, es decir este es inversamente proporcional a la temperatura. .

El desarrollo de la curva patrn da como resultado una curva muy leve tambin puede ser tomado como una recta, sin tener muchos problemas para el desarrollo de la otra grfica. El sistema analizado para una grfica temperatura vs. composicin nos genera una ojiva donde se encontraran en Equilibrio Lquido y Vapor. En donde el lquido A (1-propanol) esa ms voltil que el lquido B (agua). En el vapor ha aumentado la fraccin molar del segundo, continuando la destilacin se observar que el vapor rico en A es mayor en proporcin a su lquido; bajando la fraccin molar de A. Tapar inmediatamente la solucin que se encuentra en el baln, al momento de sacar residuo o agregar el incremento, debido a que son sustancias voltiles. Al limpiar los materiales se debe tener mucho cuidado pues los lquidos puros pueden contaminarse, y aumentar los porcentajes de error. Al tomar la temperatura se debe observar el punto ms exacto de la temperatura de ebullicin, al igual que la cantidad de volmenes tomados, los que pueden alterar la grfica #1 (la curva patrn), de la cual se obtendr la grfica #2 (Equilibrio lquido vapor).

Fisicoqumica Segunda Edicin Gilbert W. Castellan.

Propiedades fsicas y Termodinmicas del Ing. A. Yarango R.

Fisicoqumica Segunda Edicin Gilbert W. Castellan.

Fisicoqumica, versin SI, 6ta ed., Pons G.

Fuente Web: http://webbook.nist.gov/chemistry/fluid/

Gastn Pons Muzzo Primer Curso de Fisicoqumica, impreso en Talleres Tipogrficos de la UNMSM, Primera edicin, Lima, 1956, Pgs.: 195, 202-206.

Ira N. Levine. Fisicoqumica. Volumen 1. Cuarta edicin. Editorial McGraw-Hill. Espaa. 1996. Pgs. 289-290. Norbert Adolph Lange Handbook of Chemistry, Ed Mc Graw Hill, Cleverland C-459 (T de ebullicin del etanol)

Cuestionario

1. Para las mezclas liquidas binarias ideales, explique la aplicacin de las leyes de Dalton y Raoult.

La Ley de Dalton nos dice que la presin parcial de una mezcla gaseosa se expresa como el producto de la fraccin molar por la presin total a la que se encuentra la mezcla gaseosa.Se expresa de la siguiente manera:

Pi = Yi PT

Esta relacin es muy usada en problemas donde se aplica la Ley de Raoult ya que en el equilibrio se igualan las presiones del vapor y del lquido

Pi = Xi PT

Donde Pi es la presin de vapor del componente i de la mezcla.Esta ley se puede aplicar perfectamente a mezclas ideales de lquidos voltiles. En la mayora de sistemas binarios liquido- vapor, la ley de Raoult es buena aproximacin para un componente solo cuando su fraccin molar se acerca a la unidad.

2. Explique la solubilidad de los gases en los lquidos. En qu caso se aplica la Ley de Henry y la Ley de Dalton.

La Ley de Henry relaciona la presin parcial del soluto en la fase vapor con la fraccin mol del soluto en la solucin. Enfocando la relacin desde otro punto de vista, la Ley de Henry relaciona la fraccin mol de equilibrio, la solubilidad de j en la solucin, con la presin parcial de j en el vapor:

Esta ecuacin representa la solubilidad Xj de un constituyente voltil e s proporcional a la presin parcial del mismo en la fase gaseosa en equilibrio con el lquido. Se emplea para correlacionar los datos de la solubilidad de gases en los lquidos. Si el disolvente y el gas no reaccionan qumicamente, la solubilidad de gases en lquidos suele ser pequea y se cumple la condicin de dilucin.

3. En qu casos se aplica la destilacin fraccionada a presin constante?

La destilacin fraccionada es una operacin bsica de la industria qumica y afines, y se utiliza fundamentalmente en la separacin de mezclas de componentes lquidos. La eficiencia de la separacin depende de mltiples factores como la diferencia de puntos de ebullicin de los componentes de la mezcla, la presin del trabajo y otros parmetros fisicoqumicos de los componentes. El corazn de un sistema de destilacin fraccionada es la columna de fraccionamiento, cuyo diseo con respecto al tamao, el nmero de platos, el tipo de relleno, el dimetro, etc., determinan en gran medida el xito de la separacin.A continuacin se muestran algunas industrias y procesos que dependen en gran medida de las operaciones de destilacin.

Industria Petroqumica: En la industria del petrleo, siendo sta una mezcla muy compleja de componentes qumicos de estructuras, pesos moleculares, puntos de ebullicin, etc., muy diversos; todos los procesos de separacin, incluida la isomerizacin, el cracking trmico y cataltico, la alquilacin, etc., se realizan con sistemas de destilacin fraccionada a presin normal reducida.

Industria de sntesis qumica: En la industria de sntesis qumica, ya sea de materias primas o productos finos (qumica fina), se emplea la destilacin fraccionada a presin normal , reducida , azeotrpica, etc., para lograr los distintos niveles de calidad de los productos, requeridos por los distintos mercados de aplicacin. Procesos qumicos tales como, la esterificacin, la hidrogenacin y la oxidacin cataltica, la alquilacin y la acilacin de Friedel-Crafts, la halogenacin fotoqumica, etc., requieren de operaciones de destilacin para purificar los productos de sntesis.

Industria De Materia Primas (Rectificacin de aceites esenciales): Los aceites esenciales obtenidos por destilacin al vapor de plantas aromticas, son compuestos qumicos oleosos que se encuentran en el interior de los vegetales, los cuales proporcionan a las plantas su olor caracterstico. Estos son una mezcla de componentes terpnicos de diferentes estructuras y propiedades aromticas.La industria utiliza estos aceites esenciales en su forma genrica o tambin fraccionada en sus distintos componentes como alcoholes, terpenos, aldehdos, etc.Algunos aceites tienen componentes con aromas desagradables, principalmente en la fraccin voltil y de cola. Por esta razn para mejorar su calidad, se los fracciona, eliminando de esta manera aquellos componentes indeseables.As por ejemplo los aceites ctricos se desterpenan (esto es reduccin del contenido en hidrocarburos terpnicos), para mejorar sus aromas y su solubilidad en matrices acuosas y polares.Tambin se destilan los aceites esenciales para separar algunos de sus componentes en forma pura.

Laboratorio N 9: Equilibrio Liquido-VaporPgina 7