johan blanco

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÌA
“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”
AMPLIACIÓN – GUARENAS
SEGURIDAD INDUSTRIAL
SEMESTRE: III
SUSTANCIAS PURAS
Profesor: Autor:
Ing. Ranielina Rondón Johan Blanco
C.I: 17.651.639
Guarenas, Mayo de 2015

2. Sustancias puras
Se le llama sustancia pura a cualquier material que tiene unas
propiedades características que la distinguen claramente de otras. Algunas
de estas propiedades son difíciles de medir como color, olor, sabor; pero
otras se pueden determinar con exactitud, por ejemplo la densidad o las
temperaturas de fusión y ebullición en unas condiciones dadas. Como
ejemplo, el agua pura obtenida en la investigación inicial sería
transparente, sin olor ni sabor. Además, su densidad sería 1 g/ml a la
temperatura de 15ºC, su temperatura de fusión 0ºC y la ebullición se
produciría a 100ºC (todo ello a la presión de una atmósfera).
Una sustancia pura es aquella que tiene unas propiedades específicas
que la caracterizan y que sirven para diferenciarla de otras sustancias. Las
sustancias puras pueden ser elementos o compuestos. No se puede
confundir sustancia pura y sustancia simple. Algunas sustancias puras son
simples (se denominan elementos), pero otras, que se le llaman
compuestos, se pueden descomponer en elementos.

3. Equilibrio de fases; Vapor líquido sólido
en una sustancia pura
El efecto de la presión sobre los sólidos y los líquidos es pequeño, y a
menos que se esté interesado en fenómenos que ocurran a presiones
elevadas, se mantiene P constante a 1atm. Y se estudia el diagrama de fases
sólido-líquido T-xAa) Miscibilidad en fase líquida e inmiscibilidad en fase
sólida: Sean A y B dos sustancias miscibles en todas proporciones en la fase
líquida y completamente inmiscibles en fase sólida. La mezcla de cantidades
arbitrarias de los líquidos A y B origina un sistema monofásico que es una
disolución de A y B. Como los sólidos A y B son completamente insolubles
entre sí, el enfriamiento de la disolución líquida de A y B ocasiona que A o B
se congelen, abandonando la disolución. Una forma común de este tipo de
diagramas es, donde TA* y TB* son los puntos de congelación de A puro y B
puro, el siguiente: En el límite de baja temperatura, existe una mezcla
bifásica del sólido puro A y el sólido puro B, ya que los sólidos son
inmiscibles. En el límite de temperatura elevada existe una única fase

4. Diagrama de fase de una sustancia pura
Existen diferentes diagramas según los materiales sean totalmente solubles en estado
sólido y líquido o sean miscibles a que sean insolubles. También pueden darse casos
particulares. Uno de los diagramas de equilibrio más clásico es el de los aceros que tiene
particularidades y donde afecta claramente la concentración y las diferentes
cristalizaciones que puede darse en el hierro estando en estado sólido y a diferentes
temperaturas.
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 (La densidad del líquido y vapor son iguales). 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.

5. Propiedades independientes de una
sustancia pura
Como resumen del postulado de estado, para determinar cualquier estado de
una sustancia pura son necesarias y suficientes dos propiedades intensivas
termodinámicamente independientes. Esta afirmación plantea la necesidad de un
método para determinar la independencia termodinámica entre propiedades. Esta
independencia termodinámica de las propiedades puede establecerse para una
zona (regiones con una fase o con coexistencia de fases) o para un estado, al
identificar la relación existente entre tres propiedades conocidas en dicha
sustancia.
Inicialmente se mantiene fija una de las propiedades y se modifica el valor de la
segunda de ellas (se hace variar). Si el valor de la tercera cambia, se puede decir
que las tres propiedades son T.I. entre sí. Si por el contrario al variar la segunda de
ellas la tercera no cambia (permanece fija) se establece que la propiedad que
varía es T.I con respecto a cada una de las que permanecieron fijas, y que las dos
propiedades que permanecieron fijas son termodinámicamente dependientes
entre sí (T.D.), es decir que no son T.I. Utilizando esta técnica se puede identificar
con que par de propiedades de una sustancia es posible determinar las demás.

6. Ecuaciones de estado para la fase vapor
Las tablas de propiedades termodinámicas nos proporcionan relaciones PVT y
otras en dos fases; no existen ecuaciones sencillas que relacionen PVT para todas
las sustancias y fases. Sin embargo la fase gaseosa a presiones menores y
temperaturas altas se relacionan mediante la ecuación del estado del gas ideal;
de acuerdo al siguiente comportamiento:

7. Superficies termodinámicas.
Mediante lo leído, puedo decir que las superficies termodinámicas están formadas
por presión (p), volumen (v) y temperatura (T), que sería en resumen P-v-T. Estas
superficies son las que ayudan y permiten identificar los diferentes tipos de estados y
como estos pasan de un estado a otro, más que todo, los resultados se pueden
representar en coordenadas rectangulares y es a esto lo que se llama superficie P-v-T.
Estas superficies, presión (p), volumen (v) y temperatura (T) sirven para calcular los
valores que pertenecen a una sustancia de trabajo cuando se encuentra en cualquier
estado de la superficie.
Si una superficie tiene mayor temperatura que la temperatura crítica, no será capaz
de condensar a la fase líquida, independientemente de cuan alta sea la presión que se
ejerce sobre ella. Cuando la presión es mayor que la presión crítica, el estado se
conoce como estado supercrítico. Se dice que es mejor trabajar con diagramas
bidimensionales, ya que estos diagramas pueden verse como proyecciones de una
superficie tridimensional. La gráfica se puede observar en tres dimensiones, en donde
se muestran como propiedades la presión (p), volumen (v) y temperatura (T),
mostrándose así los estados de una sustancia simple.