TITLEFUGACIDAD EN LAS ECUACIONES INTEGRANTES:

INTRODUCCIONEl modelo de simulacin de un proceso qumico consiste en un conjunto de ecuaciones quecaracterizan el comportamiento de las operaciones unitarias que lo componen. Estas ecuacionescontienen una gran cantidad de trminos relacionados con las propiedades fsicas y termodinmicas delas sustancias y/o mezclas que constituyen las corrientes del proceso. Por lo tanto, es indispensableincluir dentro del mdulo de simulacin un conjunto de ecuaciones para el clculo de estas propiedades apartir de otras variables mas simples como la temperatura, presin, composicin, y ciertos parmetrosempricos para cada componente.

Las propiedades a las que se hace referencia son:

EQUILIBRIO LQUIDO-VAPOR Si consideramos dos fases, una lquida y una vapor (L V),

se debe cumplir en el equilibrio:

TL =TV (Equilibrio trmico)PL =PV (Equilibrio mecnico)L =V (Equilibrio qumico)

El potencial qumico no suele utilizarse en el clculo de equilibrio de fases, ya que es til usarfunciones que puedan medirse o estimarse ms fcilmente, por ejemplo la fugacidad.

La fugacidad es una funcin termodinmica que se define a partir del potencial qumico ().

0 es una funcin solo de la temperatura; y es el potencial qumico de una sustancia cuando suestado es tal que la fugacidad es uno.A temperatura constante:

Para gases se cumple por definicin:

Con cualquiera de las dos definiciones anteriores y la condicin de lmite, la fugacidad queda definida.

Sabemos de la termodinmica que para un gas ideal:

Integrando:

0 es una constante de integracin, dependiendo solo de la temperatura. La similitud entre (1) y(5) hace que se considere a la fugacidad como una presin efectiva o real, por lo que tiene unidades depresin.

Cuando la presin tiende a cero (segn (3)), la fugacidad y la presin se igualan, en el comportamiento del gas ideal. Para una sustancia en solucin la fugacidad se expresa mediante:

y

Donde, el supra ndice indica componente en una solucin, y el subndice i indica el componente. Para gases, si la mezcla es perfecta (gas perfecto), o sea, se comporta como un gas ideal,entonces la fugacidad de un componente se aproxima a su presin parcial y se cumple:

Como sabemos, la presin parcial de cada componente en una mezcla est dada por:

Dada la igualdad de potencial en el equilibrio, integrando (2) para ambas fases, podemos escribir:

lo que requiere igualdad de fugacidades en ambas fases:

Combinando (2) y (4) podemos escribir para gases puros que:

sumando (- RT d ln(P)) a ambos lados y reordenando:

A la relacin f/P se la llama Coeficiente de Fugacidad:

es una propiedad que puede calcularse en el estado reducido (como funcin de propiedades en dicho estado). Existen en la bibliografa numerosas grficas y/o correlaciones que permiten determinarla.

FUGACIDAD DE UN COMPONENTE PURO

FUGACIDAD DE UN COMPONENTE PURO

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