1. 6.6 ) EQUILIBRIO ENTRE DOS FASES LIQUIDAS:
a) Miscibilidad y coeficiente de distribución:
Al mezclar agua con metil isobutil cetona (MIBK) a 250C, se forma una sola
fase si la mezcla contiene más de 98% de agua o 97.7% de MIBK por masa; de
otra forma, la mezcla se separa en dos fases liquidas, unas de las cuales contiene
98% de agua y 2% de MIBK y la otra 97.7% de MIBK y 2.3% de agua. El agua
y la MIBK son ejemplos de líquidos parcialmente miscibles: serían inmiscibles
si unas de las fases contuviera una cantidad insignificante de agua y la otra
cantidad despreciable de MIBK.
Suponga que A y S son dos líquidos casi inmiscibles y B es un soluto
distribuido entre las dos fases de una mezcla A-S. El coeficiente de distribución
del componente B es la proporción de fracción másica de B en la fase S respecto
a la fase A.
PROBLEMA: Extracción de acetona disuelta en agua
Doscientos cm3 de una mezcla de acetona-agua que contiene 10.0% por peso de
acetona se combinan de cloroformo a250C, y después se dejan separar las fases.
¿Qué porcentaje de acetona se transfiere del agua al cloroformo? .
Solución:
Datos de tabla:
· Acetona(A)= 0.792 g/cm3
· Cloroformo(C)= 1.489 g/cm3
· Agua(W)= 1.000 g/cm3
Como no se dispone de los datos de densidad para el sistema acetona-agua,
usaremos la siguiente ecuación para estimar la densidad de la solución.
= + = = 1.026 cm3/g
= 0.974 g/cm3
La masa de la solución de alimentación y la del cloroformo, es,

2. 200.0 cm3 = 195 g
400.0 cm3 = 596 g
1 95g ⟶ ⟶
596g ⟶ ⟶
El coeficiente de distribución para el sistema A-C-W se da como 1.72: si (x)
representa la fracción másica de la acetona.
K= = = 1.72
Esto da una ecuación con las cuatro incógnitas m1, m2, m3, m4.Las otras se
obtienen por los balances de materia.
Balance de C 596 g = m4
Balance de W (0.900) (195g)=m2 m2= 175.5 g
Balance de A (0.100) (195g)=m1+m3
Al sustituir los valores conocidos de m2 y m4 en la primera ecuación tenemos
(con el balance de la acetona) dos ecuaciones con dos incógnitas,
m1 = 2.7 g de A en fase de agua
m3= 16.8 g de A en fase de cloroformo
Por tanto, el porcentaje de acetona que se transfiere es:
*100 = 86.1%
EXTRACTOR
EXTRACTOR

3. b) Diagrama de fases para sistemas ternarios:
El comportamiento de los sistemas ternarios parcialmente miscibles puede
representarse en un diagrama de fase triangular, el cuan toma la forma de un
triangulo equilátero (como se ve en la figura siguiente para H2O-MIBK a 25oC).

4. En la figura, la arista B representa las soluciones de agua y acetona. El punto K
representa una mezcla q contiene 20.0% por peso de MIBK, 65.0% de acetona y 15.0%
de agua. Cualquier mezcla cuya composición caiga en la región A, como el punto K, es
un líquido en una sola fase, mientras que cualquier mezcla cuya composición total este
dentro de la región B se separará en dos fases.
Las líneas que se muestran en la región B llamadas líneas de enlace conectan las
composiciones de las dos fases liquidas en equilibrio entre sí. Por ejemplo, si se
combina MIBK, agua y acetona de modo que se obtenga una mezcla con composición

5. total en el punto M (55% por peso de agua, 15% de acetona y 30% de MIBK), la mezcla
se separa en fases con las composiciones dadas por los puntos L(85% por peso de agua,
12% de acetona, 3% de MIBK) y N(4% por peso de agua, 20% de acetona, 76% de
MIBK). Cuando una mezcla no cae sobre una línea de enlace, es necesario interpolar las
líneas para determinar la composición de cada fase.
PROBLEMA: Extracción de acetona del agua: Uso del diagrama de fases.
Mil kg de una solución que contiene 30% por peso de acetona en agua y una segunda
corriente de metil isobutil cetona pura (MIBK) se alimenta a una mezcladora. Después,
la mezcla se alimenta a un decantador donde se forma dos fases que se retiran por
separado a 25º C. ¿Cuánta MIBK debe alimentarse al proceso para reducir la
concentración de acetona en la fase rica en agua al 5% en peso suponiendo que los
fluidos permanezcan en el separador el tiempo suficiente como para que se alcance el
equilibrio?
Solución:
Como las dos corrientes de producto están en equilibrio, sus composiciones deben
encontrarse sobre la envoltura de la fase y estar conectadas por un alinea de enlace.De
acuerdo con esto, la composición de mR es 5% de acetona, 93% de agua y 2% de MIBK,
y la mE es 10% de acetona, 87% de MIBK y 3% de agua. Ahora se pueden emplear
balances generales para determinar mE Y mR Y mS.
Balance de la masa mS.+ 100 kg = mE + mR
Balance de acetona (0.30)(1000kg)= 0.10 mE + 0.05 mR
Balance del agua (0.70)(1000kg)=0.03 mE + 0.93 mR
Al resolver estas tres ecuaciones se obtienen:
mE= 2667 kg

6. mR = 667kg
mS= 2234 kg MIBK

7. mR = 667kg
mS= 2234 kg MIBK