JUE05FQB

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL

DEPARTAMENTO ACADEMICO DE FISICOQUIMICA

LABORATORIO DE FISICOQUIMICA B

REGLA DE FASES

PROFESOR: VICTOR GARCIA VILLEGAS

ALUMNO: RAUL VALENCIA SOTELO CODIGO: 12170162

CUZCANO CALDERON KRISTOFER : 12170099

Fecha de realización de la práctica: jueves 05 de junio 2014

Fecha de entrega de informe: jueves 12 de junio 2014

Lima –Perú

2014-I

ING. INDUSTRIAL LAB. N°5 REGLA DE FASES 2014

GRUPO 1 | UNMSM

2

CONTENIDO

Laboratorio 5: REGLA DE FASES

INTRODUCCION

RESUMEN

MARCO TEORICO

PROCEDIMIENTO

TABULACION

CALCULOS

ANALISIS DE RESULTADOS

CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES

BIBLIOGRAFIA

APENDICE

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INTRODUCCION

En circunstancias reales, los

materiales en estado sólido existen en

muchas formas diferentes o fases. El

número de tales fases puede ser

grande incluso para sustancias puras,

por ejemplo el hielo puede existir en

varias fases sólidas y un metal tan

importante como el hierro presenta

hasta cuatro fases sólidas. En los

sistemas que presentan más de una

especie química el número de fases

puede igualmente ser grande. Es

también frecuente, aún en sistemas

comerciales importantes, la disponibilidad de datos que cubren sólo

una parte de los sistemas. En vista del hecho que las propiedades de

los materiales dependen significativamente de la naturaleza, número,

cantidad, y forma de las posibles fases que se presentan y pueden

cambiarse por alteraciones en dichas cantidades, es vital, en el uso

de materiales, conocer las condiciones bajo las cuales cualquier

sistema dado puede existir en sus varias formas posibles.

A través de los años se ha acumulado gran cantidad de información de

un gran número de sistemas; para registrar tal enorme cantidad de

datos se acostumbra graficar el número y composición (e

indirectamente las cantidades) de fases presentes como función de la

temperatura, la presión y sobre todo la composición. Estas gráficas se

llaman diagramas de fase, diagramas de constitución o diagramas de

equilibrio, en donde se muestra la mayoría de las fases estables que se

encuentran bajo condiciones de equilibrio.

RESUMEN

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El experimento de regla de fases tuvo como objetivo determinar el diagrama de

fases y las curvas de enfriamiento de una mezcla binaria cuyos componentes no

se combinan químicamente, no son miscibles en estado líquido, pero son solubles

al estado líquido.

Para nuestra experiencia realizada se tuvo en cuenta las condiciones

atmosféricas en las que se encontró nuestro laboratorio. Se determinó una

temperatura ambiente de 23ºC, una presión atmosférica de 756 mmHg y una

humedad relativa de 96%.

Para la determinación del diagrama de fases se tomo las temperaturas de

cristalización de 8 muestras formadas por mezclas de diversa composición en

naftaleno y p-diclorobenceno.

En base a estos datos se realiza el diagrama de fases (Temperatura vs fracción

molar del p-diclorobenceno), el cual permite determinar el punto eutéctico

experimental de 34.5°C y el teórico 32oC lo que da como porcentaje de error un

7.5% con una composición molar teorica de XA=0.38 y XB=0.62. y una

composición molar experimental de XA=0.36 y XB=0.64 dando como resultado

un % de error de XA un 10.5% y de XB un 6.5 %.

Para la determinación de las curvas de enfriamiento se escogio los tubos 5 y 8 y

se tomo las temperaturas cada 20 segundos teniendo mayor interés en aquellos

valores mas próximos al punto de cristalización.Con estos datos se grafican las

curvas de enfriamiento (Temperatura vs tiempo).

El calor latente experimental del naftaleno fue de 4567.76 cal/mol y el teórico 4567.23 cal/mol lo que dio un porcentaje de error de 0.012 %.El calor latente experimental del p-diclorobenceno fue de 4356.25 cal/mol y el teórico 4353.92 cal/mol lo que dio un porcentaje de error de 0.054 %.

MARCO TEORICO

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REGLA DE LAS FASES DE GIBBS

En química y termodinámica, la regla de las fases de Gibbs describe el número de grados de libertad (F) en un sistema cerrado en equilibrio, en términos del número de fases separadas (P) y el número de componentes químicos (C) del sistema. Esta regla establece la relación entre esos 3 números enteros dada por:

La regla de las fases de Gibbs fue derivada de principios termodinámicos por JosiahWillardGibbs hacia 1870.

Deducción

Las variables (intensivas) necesarias para describir el sistema son la presión (+1), la temperatura (+1) y las fracciones molares relativas de los componentes en cada fase (+P(C-1)) de cada uno de los componentes de cada fase, eso nos da un número máximo de grados de libertad m = P(C-1)+2 para un sistema cualquiera.

La condición termodinámica importante es que en equilibrio el cambio de la energía libre de Gibbs cuando se producen pequeñas transferencias de masa entre las fases es cero. Esa condición equivale a que el potencial químico de cada componentes sea el mismo en todas las fases, eso impone r = C (P-1) restricciones o ecuaciones más para un sistema en equilibrio.

La regla de Gibbs para el equilibrio afirma precisamente que

F = m - r = C - P + 2

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FRACCIÓN MOLAR

La fracción molar es una unidad química para expresar la concentración de soluto en una disolución. Nos expresa la proporción en que se encuentran los moles de soluto con respecto a los moles totales de disolución, que se calculan sumando los moles de soluto(s) y de disolvente. Para calcular la fracción molar de una mezcla homogénea, se emplea la siguiente expresión:

Donde ni es el número de moles del soluto, y nt el número total de moles en toda la disolución (tanto de solutos como de disolvente).

Como el volumen de una disolución depende de la temperatura y de la presión; cuando éstas cambian, el volumen cambia con ellas. Gracias a que la fracción molar no está en función del volumen, es independiente de la temperatura y la presión.

Además cabe notar que en los gases ideales la variación del volumen será proporcional para cada uno de los solutos, y por lo tanto también para la solución. De esta manera hay una relación directa entre las fracciones molares y los volúmenes parciales.

Sumatoria de fracciones molares.

NUMERO DE GRADOS DE LIBERTAD:

El número de grados de libertad es el número de factores variables

independientes, tomados de entre la temperatura, presión y composición de

las fases. Es decir, es el número de estas variables que deben

especificarse para que el sistema quede completamente definido.

PUNTO EUTÉCTICO

Punto eutéctico, vocablo que deriva del griego y que quiere decir fácilmente fusible. Es la máxima temperatura a la que puede producirse la mayor cristalización del solvente y soluto, o también se define como la temperatura más baja a la cual puede fundir una mezcla de sólidos A y B con una composición fija.

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DIAGRAMA DE FASE

Un típico diagrama de fase. La línea con puntos muestra el

comportamiento anómalo del agua. La línea verde marca el punto de

congelación y la línea azul, el punto de ebullición. Se muestra como

ellos varían con la presión.

En termodinámica y ciencia de materiales se denomina diagrama de fase a la representación gráfica de las fronteras entre diferentes estados de la materia de un sistema, en función de variables elegidas para facilitar el estudio del mismo. Cuando en una de estas representaciones todas las fases corresponden a estados de agregación diferentes se suele denominar diagrama de cambio de estado.

En ciencia de materiales se utilizan ampliamente los diagramas de fase binarios, mientras que en termodinámica se emplean sobre todo los diagramas de fase de una sustancia pura.

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DIAGRAMA DE FASE DE UNA SUSTANCIA PURA

Los diagramas de fase más sencillos son los de presión - temperatura de una sustancia pura, como puede ser el del agua. En el eje de ordenadas se coloca la presión y en el de abscisas la temperatura. Generalmente, para una presión y temperatura dadas, el cuerpo presenta una única fase excepto en las siguientes zonas:

Punto triple: En este punto del diagrama coexisten los estados sólido, líquido y gaseoso. Estos puntos tienen cierto interés, ya que representan un invariante y por lo tanto se pueden utilizar para calibrar termómetros.

Los pares (presión, temperatura)que corresponden a una transición de fase entre:

-Dos fases sólidas: Cambio alotrópico.

-Entre una fase sólida y una fase líquida: fusión – solidificación.

-Entre una fase sólida y una fase vapor (gas): sublimación -

deposición (o sublimación inversa).

-Entre una fase líquida y una fase vapor: vaporización -

condensación (o licuefacción).

Es importante señalar que la curva que separa las fases vapor-líquido se detiene en un punto llamado punto crítico. Más allá de este punto, la materia se presenta como un fluido supercrítico que tiene propiedades tanto de los líquidos como de los gases. Modificando la presión y temperatura en valores alrededor del punto crítico se producen reacciones que pueden tener interés industrial, como por ejemplo las utilizadas para obtener café descafeinado.

Es preciso anotar que, en el diagrama PV del agua, la línea que separa los estados líquido y sólido tiene pendiente negativa, lo cual es algo bastante inusual. Esto quiere decir que aumentando la presión el hielo se funde, y también que la fase sólida tiene menor densidad que la fase líquida.

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DIAGRAMA DE FASE BINARIO

Cuando aparecen varias sustancias, la representación de los cambios de fase puede ser más compleja. Un caso particular, el más sencillo, corresponde a los diagramas de fase binarios. Ahora las variables a tener en cuenta son la temperatura y la concentración, normalmente en masa. En un diagrama binario pueden aparecer las siguientes regiones:

Sólido puro o solución sólida Mezcla de soluciones sólidas (eutéctica, eutectoide, peritéctica,

peritectoide) Mezcla sólido - líquido Únicamente líquido, ya sea mezcla de líquidos inmiscibles

(emulsión), ya sea un líquido completamente homogéneo. Mezcla líquido - gas

Gas (lo consideraremos siempre homogéneo, trabajando con pocas variaciones da altitud).

Hay punto y líneas en estos diagramas importantes para su caracterización:

Línea de líquidus, por encima de la cual solo existen fases líquidas. Línea de sólidus, por debajo de la cual solo existen fases sólidas.

Línea eutéctica y eutectoide. Son líneas horizontales (isotermas) en las que tienen lugar transformaciones eutécticas y eutectoides, respectivamente.

Línea de solvus, indica las temperaturas para las cuales una solución sólida (α) de A y B deja de ser soluble para transformarse

en (α)+ sustancia pura (A ó B). Concentraciones definidas, en las que ocurren transformaciones a

temperatura constante:

-Eutéctica

-Eutectoide

-Peritéctica

-Perictectoide

-Monotéctica

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PROCEDIMIENTO

el procedimiento para trabajar esta experiencia se hará en unos tubos

con Naftaleno QP y p-diclorobenceno .

Tubo numero 5:

poner a baño maría el tubo número 5 para disolver el sólido que tiene en

su interior.

En otro vaso tener a 52ºC el agua (estas temperaturas

variaran según sea el tubo que se esté trabajando

para tener referencia de estas temperaturas ver el

cuadro resaltado donde se indica el número del tubo

y la temperatura de aproximación a este valor

aumentarle un grado para el experimento).Dentro del

vaso precipitado dejar el agitador grande para más

adelante controlar la temperatura es decir agitarla por si el

agua este por encima de la temperatura que se requiere.

Una vez que sea disuelto el sólido, introducir el agitador y el termómetro

en el tubo.

Con el agitador terminar de disolver el sólido, tener mucho cuidado de

no sobrecalentar la muestra, tener en cuenta las temperaturas de

aproximación para cada tubo.

Llevar la muestra al vaso anteriormente preparado.

Un alumno tomara el tubo con el termómetro y el agitador mientras que

el otro vera cuando se forma el primer cristal en la muestra calentada.

Cuando el alumno de la señal que se formó el primer cristal el segundo

alumno vera la temperatura que marca el termómetro este datos será

apuntado en nuestra hoja de datos.

TUBO Nº

T ºC

1 54

2 47

3 43

4 32

5 48

6 58

7 72

8 80

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TABULACION

Condiciones de laboratorio

P (mmHg) T (ºC) HR

756mmHg 23ºC 96%

DATOS: A. Determinacion del diagrama de fases

Temperaturas teóricas y experimentales de cristalización

Tubo N° Ttéor(ºC) Texp (°C)

5 48 45.0

8 80 80.0

Fracciones molares teóricos y experimentales

Tubo

XA teo

XB teo

XA exp

XB exp

5 0.53 0.47 0.53 0.47

8 1 0 1 0

B.Determinacion de las curvas de enfriamiento

Curva de enfriamiento (Tubo N°5)

T(s) T (°C)

0 51.5

30 51.0

60 50.6

90 50.5

120 50.0

150 49.6

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Curva de enfriamiento (Tubo N° 8)

T(s) T (°C)

0 80.0

15 79.6

30 80.0

45 80.0

60 80.0

75 80.0

90 79.9

105 80.0

120 80.0

135 80.0

150 79.0

165 78.3

180 79.7

195 77.6

180 49.4

210 49.0

240 48.7

270 48.6

300 48.4

330 48.0

360 47.9

390 47.6

420 47.2

450 46.8

480 46.6

510 46.1

540 45.9

570 45.7

600 45.6

630 45.3

660 45.0

690 44.7

720 44.3

750 44.0

780 43.9

810 43.2

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RESULTADOS:

Tubo % error Tcristalizacion % error XA % error XB

5 0.6% 0.0%

8 0.5% 0.0%

Teórico Experimental %Error

Punto Eutéctico °C 32 31 3.1%

XA 0.38 0.36 5.3%

XB 0.62 0.64 3.2 %

ΔH

Teórico

(cal/mol)

ΔH

Experimental

(cal/mol)

%Error

Naftaleno 4567.23 4567.76 0.012 %

p-diclorobenceno 4353.92 4356.25

0.054 %

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1102.0

102.0

Totales

BB

n

nX

117.0128

15

A

AA

M

Wn

0117.0

0

Totales

BB

n

nX

CÁLCULOS

a) Mediante la composición de cada una de las muestras, calcule la fracción molar experimental de cada componente en cada mezcla.

Sabemos que:

Donde:

XA, XB : fracciones molares de A y B respectivamente.

nA, nB,nT: números de moles de A y B y número de moles totales.

Los pesos moleculares de cada sustancia son:

molgHCM /128810

molgClHCpM /147246

Tubo 5

nT = 0.078 + 0.068 = 0.146

Hallando fracciones molares:

Tubo 8

nT = 0.117+0 = 0.117.

Hallando fracciones molares:

XA= nA/nT

XB= nB/ nT

n =W/M(g/mol)

078.0128

10

A

AA

M

Wn

534.0146.0

078.0

Totales

AA

n

nX

068.0147

10

B

BB

M

Wn

1117.0

117.0

Totales

AA

n

nX

0147

0

B

B

BM

Wn

466.0146.0

068.0

Totalesn

nBXB

117.0128

15

A

AA

M

Wn

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b) Con los datos de a) Construya el diagrama de fases. Analícelo.

En el grafico I que se encuentra en el apéndice representamos el Diagrama de Fases utilizando como datos (Temperatura experimental vs. La fracción molar de B). Se colocan los puntos coordenados, obteniéndose dos curvas que al prolongarse dan como intersección el punto eutéctico, representado por (PE). Después de la intersección en la grafica se observa diversas fases, el área superior (A PE B) representa una fase liquida, donde se aprecia que los componentes son solubles. En esta fase calculamos F por la regla de fases F + P = C + 1, para lo cual P es 1 fase y C son 2 componentes, reemplazando se obtiene: F = 2-1+1=2, esta respuesta indica que para definir un punto en dicha fase se necesitan como mínimo dos parámetros (temperatura y Fracción molar). A lo largo de A PE el naftaleno cristaliza y a lo largo de B PE, el P-diclorobenceno se cristaliza. El área por debajo de A PE representa una fase liquida y una sólida de naftaleno; por consiguiente el área por debajo de B PE representa una fase liquida y una sólida de p-diclorobenceno; luego F = 2-2+1=1 por lo que para definir un punto se necesita la temperatura o su composición, ubicándose sobre la línea B PE o también a lo largo de A PE.

Finalmente el área por debajo de la temperatura eutéctica es un área de dos fases, en la cual existen p-diclorobenceno sólido y naftaleno sólido, observándose que están separados lo cual indica que estas sustancias en estado sólido no son miscibles.

c) Construya las curvas de enfriamiento del componente puro y de la mezcla elegida.

Las curvas se encuentran en el apéndice, la grafica II representa la curva de enfriamiento de la solución pura y la grafica III la curva de la mezcla.

d) Del diagrama de fases, determine el punto eutéctico, determine la temperatura y composición de dicho punto.

El Punto Eutéctico se halló gráficamente, obteniéndose lo siguientes datos:

Temperatura eutéctica: TEUT = 34.5ºC

Composición (XEUT ):

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XA = 0.34

XB = 0.66

e) Calcule la solubilidad del naftaleno (fracción molar teórica en la mezcla), para el rango de temperaturas observadas, entre el punto de cristalización del naftaleno y el punto eutéctico.

Usamos la ecuación:

|

Donde:

T = Temperatura de cristalización teorica en K.

Entonces:

Para T = 45°C = 318 K

Log Xa= -932.03/(318) -13.241.Log (318)+0.03332 (318) - 2.3382x10-5 x (318)2 +27.5264

Xa=0.495

Xb=0.505

Para T = 48°C = 321 K

Log Xa= -932.03/(321) -13.241.Log (321)+0.03332 (321) - 2.3382x10-5 x (321)2 +27.5264

Xa=0.53

Xb=0.47

Para T=58°C =331 K

Log Xa=-932.03/(331) -13.241.Log (331)+0.03332 (331)- 2.3382x10-5 x (331)2+27.5264

Xa=0.66 Xb=0.34

Para T=72°C=345

Log Xa=-932.03/(345) -13.241.Log (345)+0.03332 (345)- 2.3382x10-5 x (345)2+ 27.5264

Xa=0.86 Xb=0.14

Para T=77.6°C=350.6

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LogXa=-932.03/(350.6) -13.241.Log(350.6)+0.03332(350.6)-2.3382x10-5x350.62+ 27.5264

Xa=0.96 Xb=0.04

f) Repita el cálculo anterior para el p-diclorobenceno, en el rango de temperaturas desde su punto de cristalización hasta el punto eutéctico.

Usamos la ecuación:

Donde:

T = Temperatura de cristalización teorica en K.

Para T=54°C=327 K

Log Xb=2239.9/(327)+ 47.343.Log (327) - 0.03302 (327) + 115.0924

Xb=1 Xa=0

Para T=47°C=41320 K

Log Xb=2239.9/(320)+ 47.343.Log (320) - 0.03302 (320) + 115.0924

Xb=0.89 Xa=0.11

Para T=43°C=316

Log Xb=2239.9/(316)+ 47.343.Log (316) - 0.03302 (316) + 115.0924

Xb=0.80 Xa=0.20

Para T=32°C=305 K

Log Xb=2239.9/(305)+ 47.343.Log (305) - 0.03302 (305) + 115.0924

Xb=0.62 Xa=0.38

G) Calcule el calor latente de fusión de los componentes puros en sus puntos de fusión observados. Calcule también los valores teóricos correspondientes.

Para el p-C6H4CL2

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Calor latente experimental:

T = 53.5°C = 326.5 K

ΔHB = -10250 + 94.07 (326.5) - 0.1511 (326.5)2 cal/mol

ΔHB = 4356.25 cal/mol

Calor latente teórico:

T = 54 °C = 327 K

ΔHB = -10250 + 94.07 (327) - 0.1511 (327)2 cal/mol

ΔHB = 4353.92 cal/mol

Para el C10H8 (Naftaleno)

Calor latente experimental:

T = 80.4°C = 353.4. K

ΔHA =4265-26.31 (353.4)+0.1525 (353.4)2 - 0.000214 (353.4)3 cal/mol

ΔHA = 4567.76 cal/mol

Calor latente teórico:

T = 80°C = 353 °K

ΔHA = 4265 - 26.31 (353) + 0.1525 (353)2 - 0.000214 (353)3 cal/mol

ΔHA = 4567.23 cal/mol

H) Determine el número de grados de libertad en el punto eutéctico.

Mediante la ecuación

Donde:

F = # de grados de libertad P = # de fases C = # de componentes

En el punto eutéctico coexisten 3 fases, 2 componentes; entonces el grado de libertad es:

F + P = C + 1

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F + P = C + 1 F + 3 = 2 + 1

F = 0

I) Compare los valores teóricos con los experimentales.

Calculando el % error de las fracciones molares desde su punto de cristalización hasta el punto eutéctico para el naftaleno (C10H8)

Para el Tubo #5:

T = 48ºC = 321 K

Para el Tubo #6:

T = 58ºC = 331 K

Para el Tubo #7:

T = 72ºC = 345K

Para el Tubo #8:

T = 80ºC = 353 K

Calculando el % error de las fracciones molares desde su punto de cristalización hasta el punto eutéctico para el p-C6H4Cl2

Para el Tubo #1:

T = 54ºC

Para el Tubo #2:

T = 47ºC

Para el Tubo #3:

T = 43ºC

%0.010053.0

53.053.0%

xERROR

%0.01001

11%

xERROR

%5.110066.0

67.066.0%

xERROR

%2.110086.0

85.086.0%

xERROR

%0.01001

1.1%

xERROR

%1.110089.0

88.089.0%

xERROR

%5.210080.0

82.080.0%

xERROR

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Para el Tubo #4:

T = 32 ºC

Calculando el % error para las fracciones molares del p-C6H4Cl2 en su punto eutéctico:

Calculando el % error para las fracciones molares del C10H8 en su punto eutéctico:

Calculando él % error de la temperatura en el punto eutéctico:

Calculando el % error del calor latente de fusión del C10H8:

Calculando el % error del calor latente de fusión del p-C6H4Cl2:

%2.310062.0

64.062.0%

xERROR

%3.510038.0

36.038.0%

xERROR

%1.310032

3132%

xERROR

%012.010023.4567

76.456723.4567%

xERROR

%054.010092.4353

25.435692.4353%

xERROR

%2.310062.0

64.062.0%

xERROR

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ANALISIS DE RESULTADOS

Una vez leído este informe se puede apreciar que los datos experimentales

con respecto a los datos teóricos son muy cercanos.

Se puede observar en el diagrama de fases ( naftaleno - p-diclorobenceno

) el punto eutéctico (Teutéctica= 31 °C y Xeutéctica= 0.64 ) , coexisten 3 fases

en equilibrio : Naftaleno solido , p-diclorobenceno solido y la disolución ;

todo el sistema a presión constante ( ya que en todo momento en el

laboratorio trabajamos la experiencia a presión constante ) .

En la grafica I (el del diagrama de fases), se halla el punto eutéctico, el cual

tiene un error de 3.2% de XB y un error de temperatura de 3.1% (errores

aceptables).

Los grados de libertad en el punto eutéctico, se halla tomando en cuenta

que se trabajo en laboratorio a una presión constante.

Se aprecia que los % de error de las fracciones molares son relativamente

pequeños, por lo que se discute que posiblemente no contengan la masa

correcta de en los respectivos tubos.

Al graficar (T vs t) del tubo 7, nuestra temperatura de congelación fue de

73.1 °C y para el tubo 1 la temperatura de congelación fue de 53,3 °C .En

el tubo 1 la solución pura de naftaleno llega en un momento dado que su

temperatura sea mantiene constante.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

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CONCLUSIONES

Cada sustancia químicamente pura tiene su propio diagrama de fases.

El diagrama de fases nos muestra con datos experimentales que los

estados de agregación de la materia dependen de la presión y la

temperatura.

La línea en el diagrama de fases lo divide en regiones definidas, como

sólido, líquido y líquido más sólido.

Se puede concluir que el punto eutéctico es un punto en el cual coexisten

tres diferentes fases las cuales se diferencian por estar en estado solidó

líquido y gaseoso.

En el punto eutéctico el sistema se mantiene invariable.

Además que con el punto eutéctico es posible hallar la temperatura de

cristalización con su respectiva fracción molar.

Si del sistema fluye calor la temperatura no varía hasta desaparecer una

fase.

Cuanto más grande es el número de componentes de un sistema, mayor es

el número de grados de libertad. Cuanto más grande es el número de

fases, menor es el número de grados de libertad.

En una mezcla con solubilidad Ilimitada se observa una mezcla homogénea

de dos o más materiales con una sola fase.

Se usa los diagramas de fase para muestra las fases y sus composiciones

para cualquier combinación de temperatura y composición de una aleación.

En la curva de enfriamiento de mezcla de composición definida, es posible

obtener el punto de solidificación y su temperatura eutéctica.

RECOMENDACIONES:

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Agitar el tubo de ensayo donde se encuentra cada muestra con mucho

cuidado, ya que si se llega a romper la muestra y el trabajo son perdidos.

Al momento de calentar las muestras se deberá de abrir un poco el corcho

ya que con la presión que se genere en su interior puede hacer que este se

rompa.

Al realizar el baño de agua caliente se recomienda que esté cerca a la

temperatura de cristalización del tubo aproximadamente 2-3ºC de diferencia

esto es para acelerar el proceso de cristalización si en caso no se llevara a

una temperatura mayor se formara cristales antes que empiece la

experiencia.

Observar con gran precisión el líquido del tubo, sobre todo cuando se

acerque a su temperatura de cristalización, se recomienda realizar para ello

la experiencia en una habitación bien iluminada para poder observar la

formación de los cristales.

Cada vez de que se use el termómetro y agitadores para cada sustancia

limpiarlos bien para que al realizar la experiencia con los tubos siguientes

no se contaminen de impurezas alterando su composición respectiva.

No olvidar de prender la campana para que los gases que se puedan

generar no molesten al experimentador a la hora de hacer la experiencia.

No sobrecalentar la muestra tener en cuenta las temperaturas de

aproximación dadas en el cuadro.

BIBLIOGRAFIA

CASTELLAN, Gilbert. “Fisicoquímica”

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CHANG RAYMOND. “Fisicoquímica” Ediciones Continental.

FISICOQUIMICA GASTON PONS MUZZO EDITORIAL UNIVERSO 1ª EDICION 1969 pág. 464 – 470

http://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_de_fase

APENDICE

CUESTIONARIO: 1. ¿Qué es un diagrama de fases? ¿cuál es su importancia?

Los diagramas de fases son representaciones gráficas –a varias temperaturas, presiones y composiciones- de las fases que están presentes en un sistema de materiales. Los diagramas de fases se realizan mediante condiciones de equilibrio (enfriamiento lento) y son utilizados para entender y predecir muchos aspectos del comportamiento de los materiales. Parte de la información e importancia de estas graficas radica en que se puede obtener a partir de ellos:

Fases presentes a diferentes composiciones y temperaturas. Solubilidad de un elemento o compuesto en otro. Temperatura a la cual una aleación que se deja enfriar empieza a solidificar así

como el rango de temperaturas en el que tiene lugar la solidificación. Temperatura a la que se funden o empiezan a fundirse las distintas fases.

2. ¿Qué entiende usted por un sistema de punto eutéctico simple?

Es un sistema que solo contiene fases sólidas y liquidas, además el punto eutéctico

simple se caracteriza por ser la mínima temperatura donde el compuesto o mezcla de los

sólidos pueda fundirse, es decir, cambiar de un fase a otra fase.

Es un punto invariante que tiene como característica una temperatura eutéctica y una

composición de la solución que debe permanecer constante en tanto coexistan las fases.

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En un sistema de dos o más compuestos en los que se permita determinar su respectivos

diagramas de fases, se pueden presentar dos casos diferentes: (a) 2 compuestos: las

curvas μ-T para ambos compuestos se intersecan en un punto; y (b) 3 ó más compuestos:

las curvas μ-T para los compuestos se intersequen (considerando que se deben tomar

curvas contiguas) en 2 ó más puntos.

Dichos puntos de intersección son denominados puntos eutécticos para todos los casos,

puntos que determinan el equilibrio de las fases de los compuestos, pero en particular se

le conoce como punto eutéctico simple a aquel punto hallado por la intersección de las

curvas μ-T de dos compuestos.

3. En un diagrama de punto eutéctico simple, explique la aplicación

de la regla de fases.

Estas cantidades normalmente se expresan como porcentaje del peso (% peso), es una

regla matemática válida para cualquier diagrama binario.

En regiones de una sola fase, la cantidad de la fase simple es 100%. En regiones

bifásicas, sin embargo, se deberá calcular la cantidad de cada fase. Una técnica es hacer

un balance de materiales.

Para calcular las cantidades de líquido y de sólido, se construye una palanca sobre la

isoterma con su punto de apoyo en la composición original de la aleación (punto dado). El

brazo de la palanca, opuesto a la composición de la fase cuya cantidad se calcula se

divide por la longitud total de la palanca, para obtener la cantidad de dicha fase.

En general la regla de la palanca se puede escribir de la siguiente forma:

PORCENTAJE DE FASE = brazo opuesto de palanca x 100

Longitud local de la isoterma

Se puede utilizar la regla de la palanca en cualquier región bifásica de un diagrama de

fases binario. En regiones de una fase no se usa el cálculo de la regla de la palanca

puesto que la respuesta es obvia (existe un 100% de dicha fase presente).

Pasos para calcular las composiciones:

1. Dibujar la isoterma.

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2. Encontrar el largo del lado opuesto a la composición deseada.

3. Dividir el largo del opuesto por la isoterma:

4. El resultado se multiplica por 100.

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