Liquidos Parcialmente Miscibles y Diagramas Triangulares -Fisicoquimica I

8/11/2019 Liquidos Parcialmente Miscibles y Diagramas Triangulares -Fisicoquimica I

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INSTITUTO TECNOLGICO DE MINATITLN

CATEDRATICO

PATRICIA DEL CRMEN RODRIGUEZ INGLES

MATERIA

FISICOQUIMICA I

INTEGRANTES DEL EQUIPO

MARTINEZ MARTINEZ FRANCISCO JAVIER

MARTINEZ SEVA OLIVER

OCHOA MARQUEZ OSCAR EDUARDO


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PRESENTAN :

Tema 2.3

Lquidos parcialmente miscibles.Diagramas triangulares


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MISCIBILIDAD EN LIQUIDOS

Miscibilidad es un trmino usado en qumica que se refiere a lapropiedad de algunos lquidos para mezclarse en cualquierproporcin, formando una mezcla.

Dos lquidos se consideran parcialmente miscible si agitandovolmenes iguales de los lquidos juntos resultados en un meniscovisible entre las dos capas de lquido, pero los volmenes de las

capas no son idnticos a los volmenes de los lquidos aadidos.


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La miscibilidad en lquidos es funcin de latemperatura y de la presin , presentando diversos

comportamientos en funcin de la naturaleza qumicade la dos sustancias

Ntese que la temperatura del sistema afecta las composiciones

a las que ocurren las separaciones y la coalescencia de las fases,

debido a esto existen sistemas en los cuales la solubilidad

disminuye con el aumento de la temperatura o viceversa.


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Anlisis del diagrama de miscibilidad

XB: es la composicin global dela mezcla

X2B: composicin de la fase 2

Donde

X1B: composicin de la fase 1


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DEFINICIONES Y LEY DE GIBBS

Sistema: Porcin de materia aislada en un recipiente inerte, real oimaginario.

Fases: Porcin homognea de un sistema que tiene caractersticasfsicas y qumicas uniformes. Para diferenciar dos fases en unsistema es suficientemente con que haya diferencias en sus

propiedades fsicas o qumicas

Ejemplo: Hielo y agua son dos fases (fsicamente) distintas.

Ejemplo: Un volumen de agua.


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Componente: Elemento o compuesto qumico estable en lascondiciones del proceso. Tambin podemos decir que es el menornumero de especies qumicas diferentes e independientes,necesario para describir la composicin de cada una de las

diferentes fases de un sistema.

Grado de libertad: Variable independiente que puedemodificarse hasta ciertos valores manteniendo el equilibriode un sistema.

Ejemplo: La composicin de una disolucin de sal comn enagua, se describe especificando que estn presentes doscomponentes, agua y sal comn.

Ejemplo: La temperatura


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REGLA DE LAS FASES O LEY DE GIBBS

En un sistema en el que hay Ccomponentes presentes en forma de Ffases, existen Lgrados de libertad, segn la siguiente expresin:


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Si consideramos la mezcla a P y T constante de dos lquidos A yB, en cantidades nA y nB, esta se producir cuando G disminuya,

es decir cuando la energa libre de la mezcla sea menor que laenerga libre de los dos componentes puros. As si definimosla energa libre de mezcla Gmezclacomo el cambio en la energalibre del sistema al llevar a cabo el proceso de mezclar amboslquidos

0 mezcla

A B A BA B A BG n n G n G n G

0 mezcla

A B A BA BG G G G Para 1 mol de mezcla


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En (a) la G mezcla es negativa en todo el

rango de composicin, por lo que amboslquidos son totalmente miscibles a lapresin y temperatura implicadas


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En (b) Gmezcla>0, por lo que ambos lquidos son inmiscibles, a laP y T de trabajo

En (c) se representa una situacin ms

compleja. Gmezcla


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Diagramas triangulares

Un diagrama ternario, diagrama triangular o mtodo del trianguloequiltero es la representacin grfica del comportamiento de unapropiedad caracterstica con relacin a la composicin de un sistemade tres o multicomponente, generalmente a presin y temperaturaconstantes


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Las lneas de este diagrama estn formados por los puntos queconfiguran los lugares geomtricos en los que el porcentaje de

una variable se mantiene constante. estas lneas las podemos

denominar lneas de proporcionalidad .

Elaboracin


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Para obtener una lnea que represente un porcentaje

determinado uno de los elementos considerados (A, B o C) se

traza una paralela en el lado opuesto al vrtice ocupado por

dicho componente de forma tal que sus extremos sean valores

deseados

cada componente se representa por un triangulo individual que al

unir los tres tringulos darn el 100% de cada componente


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Las lneas

perpendiculares

tienden a inclinarse

en un sentido ya seaderecho o izquierdo

debido a que estas

representan la

proporcionalidad del

compuesto A o C

respectivamente

Las lneas

horizontales

representaran

as misma la

proporcionalidad

del compuesto B


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De tal forma que al unir los trestringulos nos quedara as:

A

CB


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Proporcionalida

d en el

compuesto B

Proporcionalida

d en el

compuestoC

Proporcionalida

d en el

compuesto


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Cada vrtice del triangulo representa el 100% o la unidad delcomponente con que se designa

De esta manera podemos representar la concentracin en

cualquier punto de a mezcla


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En esta representacin de tringulo equiltero , cadavrtice A , B o C es un componente puro; en algunos casospuede indicar la relacin constante de dos componentes. Laescala que recorre cada uno de los lados del tringulo

seala la fraccin porcentual entre los componentes delsistema binario correspondiente


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En la figura , los vrtices A, B y C indican el 100 % de cadacomponente. La trayectoria AB indica que la proporcin delcomponente A disminuye mientras que la de B aumenta. De formaanloga, la trayectoria BCmuestra que la sustancia Bdisminuye yCaumenta. La trayectoria CA indica un aumento del componenteAo la disminucin del componente C


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Cualquier punto al interior del diagrama representa la composicin

global del sistema ternario, donde la suma de las fracciones de los

componentes est acotada por la siguiente ecuacin:


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EJEMPLO

Acido actico

Agua

Acetato de etilo


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Acido actico

Agua

Acetato de etilo

Acido actico 80%Agua 10%

Acetato de etilo 10%

Acido actico 80%

Acetato de etilo 10%

Agua 10%Los vrtices del

tringulo representan compuestos

puros, un punto sobre un

lado correspondera a una mezcla

binaria y un punto en el interior del

tringulo representara una mezcla

ternaria.

El punto representara

una mezcla Ternaria

debido a que estemismo se haya dentro

de las dimensiones del

triangulo


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Cuando los tres valores iniciales no suman 100, es necesariocalcular la proporcin:

Supongamos una mezcla de 3 lquidos cuyo volumen 235 ml y secompone de tres fracciones:

Acido acetico= 82 ml ; Tolueno= 104 ml ; benceno = 49 ml

235 ml 100%

82 mlX

= 34.8936

34.9

X(acido acetico)= 34.9

X(Tolueno)= 44.3

X(Benceno)= 20.8

100%


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Acido actico

Tolueno

Benceno Acido actico 34.9Tolueno 44.3%Benceno 20.8%


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TIPOS DE EQUILIBRIO LQUIDO-

LQUIDO

Existen distintos tipos

de equilbrio lquido-

lquido. Treybal

los clasific de acuerdo

con el nmero de

componentesparcialmente

miscibles o fases

presentes


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I, II y III

corresponden a

uno, dos y tres

pares de

componentes

parcialmente

miscibles


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El tipo isla y el tipo IV que dan lugar a tres fases lquidas

en equilibrio con solo dos pares de componentesparcialmente miscibles


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Aplicaciones de diagramas ternarios

Procesos de separacin y purificacin

* Ampliacin de la actividad de la enzima;

* Las reacciones de polimerizacin;

* La extraccin de cationes de metales;

* En el campo de la petroqumica;

* Biocombustibles;

* Industrias de azcar y alcohol;

* Zonas Farmacuticas;

* Cermica Industries;


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Las Trayectorias en los diagramas ternarios permiten el

seguimiento, diseo y registro de la variacin simultnea de laproporcin de los componentes y su condicin a lo largo dediferentes trayectorias, adems de indicar la regin y posicin sobreuna propiedad determinada cuando intervienen tres componentes enuna mezcla o el mostrar composiciones de equilibrio entre las fases.De esta forma, en la prctica cotidiana la adicin de terceros

componentes y el anlisis de trayectoria permiten conocer losdiferentes estadios en composicin y la forma de aproximacin alestado final.

Conclusin

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