SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 42
Equilibrio de Fases
Fundamentos del equilibrio heterogéneo
I.Q. Manuel Arturo Caballero Rdz. Campus Monterrey Norte
Universidad del Valle de México
Escuela de Ciencias de la Salud
Químico Farmaco Biotecnólogo
Equilibrio Heterogéneo
Equilibrio de Fases
Equilibrios
Mecánico
Térmico
Material
Equilibrio de fases
Equilibrio químico
Diagrama de Fases
Transición de Fase
Gas
Líquido
Sólido
Sublimación
Vaporización
Fusión
Condensación
Solidificación
Deposición
Regla de las Fases
Fase: Porción homogénea de materia que posee las mismas
propiedades, además de ser físicamente apreciable y
mecánicamente separable.
Componente: Cada especie química diferente presente en el
sistema.
Grados de libertad: Número de propiedades a las cuales es
posible asignar un valor para un sistema, sin que queden ya
definidas por otra propiedad.
Regla de las Fases
Mediante una regla sencilla que Gibbs dedujo originalmente,
puede predecirse información útil en lo que respecta a los
equilibrios de fases:
F = C – P + 2 °Free = Components – Phases + 2
Por ejemplo, en un gas puro, se tiene un solo componente y una
sola fase, de modo que F = 2. Esto significa que para describir
completamente al sistema, sólo tienen que conocerse dos de las
tres variables P, V y T. La tercera variable puede calcularse a
partir de las ecuaciones de estado.
Regla de las Fases
Si se considera el diagrama de fases
del agua, en la región de la fase pura
(sólido, líquido o gas), de nuevo se
tienen dos grados de libertad, lo cual
significa que la presión puede variarse
independientemente de la
temperatura.
Sin embargo, a lo largo de las
fronteras sólido-líquido, líquido-vapor
o sólido-vapor, F=1, en consecuencia,
para cada valor de presión, sólo
puede haber un valor específico de
temperatura.
F = C – P + 2
Regla de las Fases
F = C – P + 2 °Free = Components – Phases + 2
Por último, el punto triple, tiene 3 fases y el resultado de la
ecuación es cero, es decir, el sistema está fijado totalmente y no
es posible variación alguna.
Regla de las Fases
Cuando en el sistema ocurren r reacciones químicas, el número
de variables independientes se reducen.
F = C – P + 2 – r
°Free = Components – Phases + 2 – reactions
Regla de las Fases
Ejercicio 46: Calcular el número de grados de libertad que
definen un sistema de sacarosa sólida en equilibrio con una
disolución acuosa de sacarosa.
Ejercicio 47: ¿Cuántos grados de libertad se tienen en una
mezcla gaseosa de H2, N2 , y NH3? Considerando que no hay
reacción química?
Ejercicio 48: ¿Cuántos grados de libertad hay en un sistema
formado por una torre de destilación donde existen benceno y
tolueno en ambas fases líquida y vapor?
Variación de Pvap con T
a) Éter dietílico, b) benceno, c) agua, d) tolueno, e) anilina¿Cuándo hierve un líquido?
A la T a la que Pvap = Pext
ya que es posible la formación
de burbujas de vapor en el
interior del líquido.
Sistema abierto
Diagrama de Fases: 1
Componente
Curvas de Presión de Vapor
Temperatura de fusión a P
Temperatura de ebullición a P
Punto de ebullición normal:
Temperatura a la que la presión
de vapor del líquido es igual a la
presión de 1 bar ( o 1 atm).
Punto de fusión normal:
Temperatura a la que funde el
sólido si la presión es de 1 bar.
Eq. Líquido-Vapor: 1
Componente
Sistema cerrado
Cuando la velocidad de evaporación iguala la velocidad de
condensación  Equilibrio entre las fases
H2O (l)  H2O (g)
μT
gas < μT
liq μT
gas = μT
liq
Variación de la Teb con la P
23.8
25
Lectura alternativa de las curvas:
El punto de ebullición de un líquido varía con la presión.
Variación de la Teb con la P
Monte Kilimanjaro (Tanzania)
5895 m de altitud, P = 350 mmHg Teb (agua) = 79ºC
Aplicaciones
Variación de la Teb con la P
P  2 atm

Teb (agua)  120ºC
Tiempos de cocción más rápidos
Olla rápida
Equilibrio Sólido-Vapor
, ,solido gas
T P T P 
Sublimación: Sólido  Gas
Liofilización:
deshidratación a
baja presión.
Ventajas:
• Evita secado por calentamiento (destruiría moléculas del sabor)
• Evita que se estropee (en ausencia de agua no crecen bacterias)
Pasos:
1) Congelar café molido
2) Disminuir la presión
3) El agua sólida pasa a agua gas, que se elimina.
Fluidos supercríticos
Los fluidos supercríticos tienen un gran poder
de solvatación.
El CO2 supercrítico se usa para extraer la
cafeína del grano de café.
Más allá del punto
crítico

Fluido supercrítico
Presión de vapor
Es la presión del sistema cuando el sólido o líquido de un
sistema se halla en equilibrio con su vapor.
La regla de fases establece que la presión del vapor de un
líquido puro es función única de la temperatura de
saturación.
Ecuación de Claussius Clapeyron
Presión de vapor
La ecuación de Claussius Clapeyron puede ser usada para
advertir cuándo se puede dar un cambio de fase.
Por ejemplo en el patinaje sobre hielo: el patinados al hacer
presión con sus cuchillas aumenta localmente la presión
sobre el hielo, lo cual hace que éste se funda.
La ecuación no es una mala
aproximación, la gráfica log pv vs
T-1 es una recta.
Mezcla Binaria: Miscibilidad parcial
Cuando dos líquidos A y B se mezclan a T y P constantes,
en cantidades nA y nB, la mezcla se logrará completamente
cuando G disminuya.
La mezcla se logrará cuando ΔGmezcla
< 0.
Mezcla Binaria: Miscibilidad parcial
La ΔGmezcla
a T y P constantes, puede variar con la
composición del sistema (con la fracción molar de sus
componentes), como se observa aquí:
Líquidos
completamente
miscibles
Líquidos
inmiscibles
Líquidos
parcialmente
miscibles
Mezcla Binaria: Miscibilidad parcial
Para entender cómo es posible que dos líquidos sean
parcialmente miscibles a una T y P, y que en otras
condiciones sean totalmente miscibles, hay que analizar las
contribuciones de cada término en la expresión
ΔGmezcla = ΔHmezcla – TΔSmezcla
Equilibrio Gas-Líquido (Mezcla
Binaria)
A una T y P dadas, en un sistema de 2 fases, el equilibrio
termodinámico se alcanza cuando los potenciales químicos de
la sustancia son los mismos en ambas fases, μi
g = μi
l. Esto
aplica para sustancias puras y para disoluciones.
Consideremos que en la mezcla binaria los vapores se
comportan como gases ideales y que en fase líquida los
compuestos constituyen una disolución ideal.
En una disolución ideal cada componente ejerce una presión
de vapor proporcional a su fracción molar xi en fase líquida y a
la presión de vapor pi* de él puro a la T dada.
Equilibrio Gas-Líquido (Mezcla
Binaria)
Ley de Raoult: pi = pi
v xi .
Equilibrio Gas-Líquido (Mezcla
Binaria)
Si la disolución es ideal, ambos componentes obedecen la ley
de Raoult, luego la presión total es una función lineal de la
fracción molar de cualquiera de los dos componentes en la
fase líquida xi.
P = p1 + p2 = p1
vx1 + p2
v(1 – x1) = p2
v + (p1
v – p2
v)x1
Como para un gas ideal también se cumple la ley de Dalton
de las presiones parciales, p1 = Py1, entonces
Equilibrio Gas-Líquido (Mezcla
Binaria)
El conocimiento de la
relación entre la P del
sistema y la composición
de las dos fases permite
dibujar el diagrama de
fases a T constante:
Equilibrio Gas-Líquido (Mezcla
Binaria)
En el diagrama de fases
temperatura-composición
se observa como la línea
de vaporización no es una
recta, y que la curvatura de
la línea de condensación
está invertida respecto al
diagrama de fases
isotérmico:
Equilibrio Gas-Líquido (Mezcla
Binaria)
La ecuación de Antoine ha sido desarrollada a partir de la de
Claussius-Clapeyron, y se ha extendido su uso para calcular
la presión de vapor a partir de la temperatura de saturación.
P  presión de vapor en mmHg
T  temperatura de saturación en °C
Los valores A, B y C son constantes de Antoine y se pueden
encontrar en el Handbook of Chemistry, o en una base de
datos termodinámicos como la de WebBook del NIST.
Punto de burbuja | Punto de rocío
Punto de burbuja: Temperatura a la que se forma la primera burbuja
de vapor cuando se calienta un líquido a P cte.
Punto de rocío: Temperatura a la que se forma la primera gota de
líquido cuando se enfría un gas a P cte.
Cuando calentemos la mezcla de líquidos a P cte el primer vapor
(burbuja) que se forma estará en equilibrio con el líquido y se
respetará la Ley de Raoult, por lo que
P = x1p1
v(Tpb) + x2p2
v(Tpb) pv(Tpb) es pv en función de Tpb
Por prueba y error con la ecuación de Antoine se busca una Tpb que
haga efectiva esta ecuación de Raoult para 2 componentes, de
forma que la suma de las presiones parciales sea la P cte del
sistema.
Punto de burbuja | Punto de rocío
Ejercicio 53: Calcula la temperatura del punto de burbuja y la
composición del vapor en equilibrio de una mezcla líquida de
40% en mol de hexano y 60% de ciclohexano a 1 atm.
Ejercicio 54: Calcula la temperatura del punto de rocío y la
composición del líquido en equilibrio asociado con una mezcla
gaseosa que contiene 19% en mol de hexano, y ciclohexano.
Apps ELV: Destilación fraccionada
Los ELV de mezclas binarias
son necesarios para entender
procesos de separación
como la destilación. Más aún
cuando los puntos de
ebullición de los 2
componentes difieren en
menos de 25° que es donde
aplica la destilación
fraccionada.
Proceso de Destilación fraccionada
Mezcla inicial benceno xB = 0.45 con tolueno xT a 70 °C (pto
A). Se calienta a eb hasta 90 °C (pto P); el vapor generado
tendrá xB = 0.60 (pto P’). Se condensa todo y el líquido se
lleva a eb a 85 °C (pto P’’) donde el nuevo vapor tendrá xB =
0.80 (pto P’’’). Repetir destilaciones hasta obtener benceno
puro.
Platos teóricos: Eficiencia en
Destilación
La eficiencia de una columna de fraccionamiento se expresa
en término de su número de platos teóricos, que es el
número de sucesivos estados de ELV que originan un
destilado de alta pureza.
El método de McCabe-Thiele se considera el más simple y
más ilustrativo método matemático para el análisis de la
destilación fraccionada binaria y el cálculo de platos de una
columna.
Diagrama ejemplo McCabe-
Thiele
Azeótropo
Los diagramas P vs X y T vs X mostrados presentan una
desviación a la Ley de Raoult, es decir, tienen un máximo de la
Ptotal o lo que es lo mismo un mínimo en la Teb.
Como característica se observa un punto N en el que la
composición del líquido es igual a la del vapor, sin ser sustancias
puras. A esta mezcla de esta composición se le llama azeótropo.
Azeótropo
La mezcla azeotrópica se caracteriza por comportarse como
una sustancia pura, con temperatura de ebullición fija. El
vapor producido por evaporación parcial tiene la misma
composición que el líquido.
Las mezclas azeotrópicas no puede ser separada por
destilación, ni siquiera fraccionada.
Una mezcla alcohol-agua, no puede separarse más de
95.6% en alcohol y 4.4% en agua, proporciones en las
cuales se encuentra el azeótropo.
Propiedades coligativas
Son aquellas que adquieren las disoluciones por el hecho de
haberse convertido en disoluciones. Las propiedades
coligativas que poseen las disoluciones respecto al
disolvente puro, son cuatro:
• Disminución de la presión de vapor
• Elevación en el punto de ebullición
• Descenso en el punto de congelación
• Presión osmótica
Propiedades coligativas
Disminución de la pvap
Para un solvente al cual se le añadió una cantidad
determinada de soluto, el cual tiene fracción molar x, la
nueva presión de vapor está dada por:
pv
svte = (1 – x)pv
puro
Esta expresión aplica sólo para solutos no volátiles, y que no
se disocien ni reaccionen con el disolvente.
Disminución de la pvap
Ejercicio 55: La presión de vapor del agua a 29 °C es de 30
mmHg. Calcular la presión de vapor que tendrá una solución
de 268.5 g de glucosa en 1350 mL de agua.
Ejercicio 56: Calcula la temperatura de ebullición del agua si
añadimos a 250 mL de ella unos 20 mL de etilenglicol (ρ =
1.11 g/mL).

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Solucionario de balance Materia RODRIGO LONDOÑO GARCÍA
Solucionario de balance Materia RODRIGO LONDOÑO GARCÍASolucionario de balance Materia RODRIGO LONDOÑO GARCÍA
Solucionario de balance Materia RODRIGO LONDOÑO GARCÍAAlex Cordova Torres
 
Problemas desarrollados de balance de m y e
Problemas desarrollados de  balance de  m y eProblemas desarrollados de  balance de  m y e
Problemas desarrollados de balance de m y eHaydee Melo Javier
 
Presentación método de mc cabe thiele por zoraida carrasquero
Presentación método de mc cabe thiele por zoraida carrasqueroPresentación método de mc cabe thiele por zoraida carrasquero
Presentación método de mc cabe thiele por zoraida carrasqueroJosé Alexander Colina Quiñones
 
Fluidos newtonianos y no newtonianos
Fluidos newtonianos y no newtonianosFluidos newtonianos y no newtonianos
Fluidos newtonianos y no newtonianosKarol Fuentes
 
Propiedades parciales molares
Propiedades parciales molaresPropiedades parciales molares
Propiedades parciales molaresSEP
 
Equilibrio Quimico Fugacidad Coeficiente de Fugacidad y Ecuaciones
Equilibrio Quimico Fugacidad Coeficiente de Fugacidad y EcuacionesEquilibrio Quimico Fugacidad Coeficiente de Fugacidad y Ecuaciones
Equilibrio Quimico Fugacidad Coeficiente de Fugacidad y EcuacionesJAIRO ORDOÑEZ
 
Reactores Químicos 01
Reactores Químicos 01Reactores Químicos 01
Reactores Químicos 01guestf15e13
 
LÍQUIDOS PARCIALMENTE MISCIBLES-DIAGRAMAS TRIANGULARES (TRIÁNGULO DE GIBBS).
LÍQUIDOS PARCIALMENTE MISCIBLES-DIAGRAMAS TRIANGULARES (TRIÁNGULO DE GIBBS).LÍQUIDOS PARCIALMENTE MISCIBLES-DIAGRAMAS TRIANGULARES (TRIÁNGULO DE GIBBS).
LÍQUIDOS PARCIALMENTE MISCIBLES-DIAGRAMAS TRIANGULARES (TRIÁNGULO DE GIBBS).Irvin de Jesús Rodríguez Martínez
 
Guia resuelta de destilación fraccionada
Guia resuelta de destilación fraccionadaGuia resuelta de destilación fraccionada
Guia resuelta de destilación fraccionadaStephanie Melo Cruz
 
Ejemplos resueltos Balances de masa y energía
Ejemplos resueltos Balances de masa y energíaEjemplos resueltos Balances de masa y energía
Ejemplos resueltos Balances de masa y energíadave
 
Destilación equilibrio líquido vapor
Destilación equilibrio líquido vaporDestilación equilibrio líquido vapor
Destilación equilibrio líquido vaporJhonás A. Vega
 
Problemas transferencia de materia
Problemas transferencia de materiaProblemas transferencia de materia
Problemas transferencia de materiaStephanie Melo Cruz
 
Coeficientes de difusion de gases
Coeficientes de difusion de gasesCoeficientes de difusion de gases
Coeficientes de difusion de gasesIris Ayala
 
Ecuaciones de estado. Ejercicios resueltos
Ecuaciones de estado. Ejercicios resueltosEcuaciones de estado. Ejercicios resueltos
Ecuaciones de estado. Ejercicios resueltosDavid Escobar
 

La actualidad más candente (20)

Solucionario de balance Materia RODRIGO LONDOÑO GARCÍA
Solucionario de balance Materia RODRIGO LONDOÑO GARCÍASolucionario de balance Materia RODRIGO LONDOÑO GARCÍA
Solucionario de balance Materia RODRIGO LONDOÑO GARCÍA
 
Tipos de Reactores
Tipos de ReactoresTipos de Reactores
Tipos de Reactores
 
Problemas desarrollados de balance de m y e
Problemas desarrollados de  balance de  m y eProblemas desarrollados de  balance de  m y e
Problemas desarrollados de balance de m y e
 
Presentación método de mc cabe thiele por zoraida carrasquero
Presentación método de mc cabe thiele por zoraida carrasqueroPresentación método de mc cabe thiele por zoraida carrasquero
Presentación método de mc cabe thiele por zoraida carrasquero
 
5.disoluciones.
5.disoluciones.5.disoluciones.
5.disoluciones.
 
Fluidos newtonianos y no newtonianos
Fluidos newtonianos y no newtonianosFluidos newtonianos y no newtonianos
Fluidos newtonianos y no newtonianos
 
Propiedades parciales molares
Propiedades parciales molaresPropiedades parciales molares
Propiedades parciales molares
 
Equilibrio Quimico Fugacidad Coeficiente de Fugacidad y Ecuaciones
Equilibrio Quimico Fugacidad Coeficiente de Fugacidad y EcuacionesEquilibrio Quimico Fugacidad Coeficiente de Fugacidad y Ecuaciones
Equilibrio Quimico Fugacidad Coeficiente de Fugacidad y Ecuaciones
 
Reactores Químicos 01
Reactores Químicos 01Reactores Químicos 01
Reactores Químicos 01
 
LÍQUIDOS PARCIALMENTE MISCIBLES-DIAGRAMAS TRIANGULARES (TRIÁNGULO DE GIBBS).
LÍQUIDOS PARCIALMENTE MISCIBLES-DIAGRAMAS TRIANGULARES (TRIÁNGULO DE GIBBS).LÍQUIDOS PARCIALMENTE MISCIBLES-DIAGRAMAS TRIANGULARES (TRIÁNGULO DE GIBBS).
LÍQUIDOS PARCIALMENTE MISCIBLES-DIAGRAMAS TRIANGULARES (TRIÁNGULO DE GIBBS).
 
Problemas propuestos y_resueltos_tc
Problemas propuestos y_resueltos_tcProblemas propuestos y_resueltos_tc
Problemas propuestos y_resueltos_tc
 
Guia resuelta de destilación fraccionada
Guia resuelta de destilación fraccionadaGuia resuelta de destilación fraccionada
Guia resuelta de destilación fraccionada
 
Ejemplos resueltos Balances de masa y energía
Ejemplos resueltos Balances de masa y energíaEjemplos resueltos Balances de masa y energía
Ejemplos resueltos Balances de masa y energía
 
Destilación equilibrio líquido vapor
Destilación equilibrio líquido vaporDestilación equilibrio líquido vapor
Destilación equilibrio líquido vapor
 
Diagrama de tres fases
Diagrama de tres fasesDiagrama de tres fases
Diagrama de tres fases
 
3. psicrometria jm
3. psicrometria jm3. psicrometria jm
3. psicrometria jm
 
Problemas transferencia de materia
Problemas transferencia de materiaProblemas transferencia de materia
Problemas transferencia de materia
 
Balances de energía
Balances de energíaBalances de energía
Balances de energía
 
Coeficientes de difusion de gases
Coeficientes de difusion de gasesCoeficientes de difusion de gases
Coeficientes de difusion de gases
 
Ecuaciones de estado. Ejercicios resueltos
Ecuaciones de estado. Ejercicios resueltosEcuaciones de estado. Ejercicios resueltos
Ecuaciones de estado. Ejercicios resueltos
 

Destacado

Diagrama de equilibrio de fases
Diagrama de equilibrio de fasesDiagrama de equilibrio de fases
Diagrama de equilibrio de fasescecymedinagcia
 
Equilibrio Gas Liquido
Equilibrio Gas LiquidoEquilibrio Gas Liquido
Equilibrio Gas LiquidoAngelica Rada
 
3. comportamiento de fases version i (1)
3. comportamiento de fases   version i (1)3. comportamiento de fases   version i (1)
3. comportamiento de fases version i (1)Scott Jgdz
 
Reacción química 6.Disoluciones y sus propiedades coligativas - Ejercicio 0...
Reacción química   6.Disoluciones y sus propiedades coligativas - Ejercicio 0...Reacción química   6.Disoluciones y sus propiedades coligativas - Ejercicio 0...
Reacción química 6.Disoluciones y sus propiedades coligativas - Ejercicio 0...Triplenlace Química
 
Practicas quimica organica_farmacia
Practicas quimica organica_farmaciaPracticas quimica organica_farmacia
Practicas quimica organica_farmaciaGetsemaní Sinaí
 
Propiedades de los liquidos
Propiedades de los liquidosPropiedades de los liquidos
Propiedades de los liquidosAlondra Navarro
 

Destacado (10)

Diagrama de equilibrio de fases
Diagrama de equilibrio de fasesDiagrama de equilibrio de fases
Diagrama de equilibrio de fases
 
Equilibrio Gas Liquido
Equilibrio Gas LiquidoEquilibrio Gas Liquido
Equilibrio Gas Liquido
 
3. comportamiento de fases version i (1)
3. comportamiento de fases   version i (1)3. comportamiento de fases   version i (1)
3. comportamiento de fases version i (1)
 
Equilibrio de fases en sistemas de multicomponentes
Equilibrio de fases en sistemas de multicomponentesEquilibrio de fases en sistemas de multicomponentes
Equilibrio de fases en sistemas de multicomponentes
 
Reacción química 6.Disoluciones y sus propiedades coligativas - Ejercicio 0...
Reacción química   6.Disoluciones y sus propiedades coligativas - Ejercicio 0...Reacción química   6.Disoluciones y sus propiedades coligativas - Ejercicio 0...
Reacción química 6.Disoluciones y sus propiedades coligativas - Ejercicio 0...
 
Practicas quimica organica_farmacia
Practicas quimica organica_farmaciaPracticas quimica organica_farmacia
Practicas quimica organica_farmacia
 
Soluciones (teoría )
Soluciones  (teoría )Soluciones  (teoría )
Soluciones (teoría )
 
Propiedades de los liquidos
Propiedades de los liquidosPropiedades de los liquidos
Propiedades de los liquidos
 
INTERPRETACIÓN DE DIAGRAMAS DE FASES
INTERPRETACIÓN DE DIAGRAMAS DE FASESINTERPRETACIÓN DE DIAGRAMAS DE FASES
INTERPRETACIÓN DE DIAGRAMAS DE FASES
 
Electrolitos
ElectrolitosElectrolitos
Electrolitos
 

Similar a Equilibrio de Fases: Líquido-Vapor

CURSO DIAGRAMAS DE FASE pdf
CURSO DIAGRAMAS DE FASE pdfCURSO DIAGRAMAS DE FASE pdf
CURSO DIAGRAMAS DE FASE pdfDianaVictoria21
 
sistema monocomponente2020
 sistema monocomponente2020 sistema monocomponente2020
sistema monocomponente2020raul17145646
 
Cambios de fase
Cambios de faseCambios de fase
Cambios de faseRoy Marlon
 
Cap iii equilibrio con sistemas binarios ternarios
Cap iii equilibrio con sistemas binarios ternariosCap iii equilibrio con sistemas binarios ternarios
Cap iii equilibrio con sistemas binarios ternariosmanuperu
 
Destilacion_Flash_Destilacion_instantane.pdf
Destilacion_Flash_Destilacion_instantane.pdfDestilacion_Flash_Destilacion_instantane.pdf
Destilacion_Flash_Destilacion_instantane.pdfWillEspinoza4
 
23. Equillibrio químico.pdf
23. Equillibrio químico.pdf23. Equillibrio químico.pdf
23. Equillibrio químico.pdfPbloDco
 
Capitulo iv equilibrio quimico y de fase
Capitulo iv equilibrio quimico y de faseCapitulo iv equilibrio quimico y de fase
Capitulo iv equilibrio quimico y de faseMichu Roldan
 
2 Sustancias Puras 2022 principios de termodinamica .pptx
2 Sustancias Puras 2022 principios de termodinamica .pptx2 Sustancias Puras 2022 principios de termodinamica .pptx
2 Sustancias Puras 2022 principios de termodinamica .pptxjosealfonsosaavedrag
 
110449040 determinacion-del-punto-triple-de-una-sustancia-pura
110449040 determinacion-del-punto-triple-de-una-sustancia-pura110449040 determinacion-del-punto-triple-de-una-sustancia-pura
110449040 determinacion-del-punto-triple-de-una-sustancia-puraNorma Villalva
 
GUIA PEDAGOGICA TERMODINAMICA SUSTANCIAS PURAS.pdf
GUIA PEDAGOGICA TERMODINAMICA SUSTANCIAS PURAS.pdfGUIA PEDAGOGICA TERMODINAMICA SUSTANCIAS PURAS.pdf
GUIA PEDAGOGICA TERMODINAMICA SUSTANCIAS PURAS.pdfCarlosJosFuentesApon
 

Similar a Equilibrio de Fases: Líquido-Vapor (20)

Equilibrio de fases
Equilibrio de fasesEquilibrio de fases
Equilibrio de fases
 
Diapos
DiaposDiapos
Diapos
 
CURSO DIAGRAMAS DE FASE pdf
CURSO DIAGRAMAS DE FASE pdfCURSO DIAGRAMAS DE FASE pdf
CURSO DIAGRAMAS DE FASE pdf
 
Lab3
Lab3Lab3
Lab3
 
sistema monocomponente2020
 sistema monocomponente2020 sistema monocomponente2020
sistema monocomponente2020
 
URL_01_QUI01.pdf
URL_01_QUI01.pdfURL_01_QUI01.pdf
URL_01_QUI01.pdf
 
Cambios de fase
Cambios de faseCambios de fase
Cambios de fase
 
Cap iii equilibrio con sistemas binarios ternarios
Cap iii equilibrio con sistemas binarios ternariosCap iii equilibrio con sistemas binarios ternarios
Cap iii equilibrio con sistemas binarios ternarios
 
Destilacion_Flash_Destilacion_instantane.pdf
Destilacion_Flash_Destilacion_instantane.pdfDestilacion_Flash_Destilacion_instantane.pdf
Destilacion_Flash_Destilacion_instantane.pdf
 
Tema 2
Tema 2Tema 2
Tema 2
 
Equilibrio entre fases
Equilibrio entre fasesEquilibrio entre fases
Equilibrio entre fases
 
23. Equillibrio químico.pdf
23. Equillibrio químico.pdf23. Equillibrio químico.pdf
23. Equillibrio químico.pdf
 
Capitulo iv equilibrio quimico y de fase
Capitulo iv equilibrio quimico y de faseCapitulo iv equilibrio quimico y de fase
Capitulo iv equilibrio quimico y de fase
 
Destilacion
DestilacionDestilacion
Destilacion
 
2 Sustancias Puras 2022 principios de termodinamica .pptx
2 Sustancias Puras 2022 principios de termodinamica .pptx2 Sustancias Puras 2022 principios de termodinamica .pptx
2 Sustancias Puras 2022 principios de termodinamica .pptx
 
Tema 3_2.pdf
Tema 3_2.pdfTema 3_2.pdf
Tema 3_2.pdf
 
110449040 determinacion-del-punto-triple-de-una-sustancia-pura
110449040 determinacion-del-punto-triple-de-una-sustancia-pura110449040 determinacion-del-punto-triple-de-una-sustancia-pura
110449040 determinacion-del-punto-triple-de-una-sustancia-pura
 
GUIA PEDAGOGICA TERMODINAMICA SUSTANCIAS PURAS.pdf
GUIA PEDAGOGICA TERMODINAMICA SUSTANCIAS PURAS.pdfGUIA PEDAGOGICA TERMODINAMICA SUSTANCIAS PURAS.pdf
GUIA PEDAGOGICA TERMODINAMICA SUSTANCIAS PURAS.pdf
 
Equilibrio líquido vapor
Equilibrio líquido vaporEquilibrio líquido vapor
Equilibrio líquido vapor
 
TEMA I.ppt
TEMA I.pptTEMA I.ppt
TEMA I.ppt
 

Más de Arturo Caballero

Muestreo principios básicos
Muestreo principios básicosMuestreo principios básicos
Muestreo principios básicosArturo Caballero
 
Introducción a la Química Analítica
Introducción a la Química AnalíticaIntroducción a la Química Analítica
Introducción a la Química AnalíticaArturo Caballero
 
Validación de métodos analíticos
Validación de métodos analíticosValidación de métodos analíticos
Validación de métodos analíticosArturo Caballero
 
Tratamiento de la muestra: Extracciones
Tratamiento de la muestra: ExtraccionesTratamiento de la muestra: Extracciones
Tratamiento de la muestra: ExtraccionesArturo Caballero
 
Relación Kp y temperatura - Ecuacion Van't Hoff
Relación Kp y temperatura - Ecuacion Van't HoffRelación Kp y temperatura - Ecuacion Van't Hoff
Relación Kp y temperatura - Ecuacion Van't HoffArturo Caballero
 

Más de Arturo Caballero (10)

Muestreo principios básicos
Muestreo principios básicosMuestreo principios básicos
Muestreo principios básicos
 
Introducción a la Química Analítica
Introducción a la Química AnalíticaIntroducción a la Química Analítica
Introducción a la Química Analítica
 
Validación de métodos analíticos
Validación de métodos analíticosValidación de métodos analíticos
Validación de métodos analíticos
 
Tratamiento de la muestra: Extracciones
Tratamiento de la muestra: ExtraccionesTratamiento de la muestra: Extracciones
Tratamiento de la muestra: Extracciones
 
Relación Kp y temperatura - Ecuacion Van't Hoff
Relación Kp y temperatura - Ecuacion Van't HoffRelación Kp y temperatura - Ecuacion Van't Hoff
Relación Kp y temperatura - Ecuacion Van't Hoff
 
Equilibrio y solubilidad
Equilibrio y solubilidadEquilibrio y solubilidad
Equilibrio y solubilidad
 
Espectrofotometría
EspectrofotometríaEspectrofotometría
Espectrofotometría
 
Titulaciones acido base
Titulaciones acido baseTitulaciones acido base
Titulaciones acido base
 
Volumetría
VolumetríaVolumetría
Volumetría
 
Gravimetría
GravimetríaGravimetría
Gravimetría
 

Último

JimyPomalaza vivienda rural huancavelica .pdf
JimyPomalaza vivienda rural huancavelica .pdfJimyPomalaza vivienda rural huancavelica .pdf
JimyPomalaza vivienda rural huancavelica .pdfJimyPomalaza
 
movimiento circular univormemente variado
movimiento circular univormemente variadomovimiento circular univormemente variado
movimiento circular univormemente variadoEsthefaniaAuquilla1
 
Submodulo III- Control de cloro residual OK.pptx
Submodulo III- Control de cloro residual OK.pptxSubmodulo III- Control de cloro residual OK.pptx
Submodulo III- Control de cloro residual OK.pptxMiltonEPalacios
 
Capacitación Anexo 6 D.s. 023 seguridad y salud ocupacional
Capacitación Anexo 6 D.s. 023 seguridad y salud ocupacionalCapacitación Anexo 6 D.s. 023 seguridad y salud ocupacional
Capacitación Anexo 6 D.s. 023 seguridad y salud ocupacionalamador030809
 
La Evolución Industrial en el Ecuador.pdf
La Evolución Industrial en el Ecuador.pdfLa Evolución Industrial en el Ecuador.pdf
La Evolución Industrial en el Ecuador.pdfAnthony Gualpa
 
PRESENTACION Y PROGRAMAS PRE-REQUISITOS DEL SISTEMA HACCP BPM Y PHS 2023.pptx
PRESENTACION Y PROGRAMAS PRE-REQUISITOS DEL SISTEMA HACCP BPM Y PHS 2023.pptxPRESENTACION Y PROGRAMAS PRE-REQUISITOS DEL SISTEMA HACCP BPM Y PHS 2023.pptx
PRESENTACION Y PROGRAMAS PRE-REQUISITOS DEL SISTEMA HACCP BPM Y PHS 2023.pptxciteagrohuallaga07
 
224154649-Diseno-Por-Flexion-de-Zapata-Aislada-y-de-Hormigon-Simple.pdf
224154649-Diseno-Por-Flexion-de-Zapata-Aislada-y-de-Hormigon-Simple.pdf224154649-Diseno-Por-Flexion-de-Zapata-Aislada-y-de-Hormigon-Simple.pdf
224154649-Diseno-Por-Flexion-de-Zapata-Aislada-y-de-Hormigon-Simple.pdfLUISSANDOVALJIMENEZ
 
SESION 2- 2 ATOMO Y ESTRUCTURA ATÓMICA.pdf
SESION 2- 2 ATOMO Y ESTRUCTURA ATÓMICA.pdfSESION 2- 2 ATOMO Y ESTRUCTURA ATÓMICA.pdf
SESION 2- 2 ATOMO Y ESTRUCTURA ATÓMICA.pdfEsvinAlvares
 
Sales Básicas Quimica, conocer como se forman las sales basicas
Sales Básicas Quimica, conocer como se forman las sales basicasSales Básicas Quimica, conocer como se forman las sales basicas
Sales Básicas Quimica, conocer como se forman las sales basicasPaulina Cargua
 
PRIMER Y SEGUNDO TEOREMA DE CASTIGLIANO.pdf
PRIMER Y SEGUNDO TEOREMA DE CASTIGLIANO.pdfPRIMER Y SEGUNDO TEOREMA DE CASTIGLIANO.pdf
PRIMER Y SEGUNDO TEOREMA DE CASTIGLIANO.pdfAuraGabriela2
 
MATEMATICA BÁSICA FUNCIONES LOGARITMICAS
MATEMATICA BÁSICA FUNCIONES LOGARITMICASMATEMATICA BÁSICA FUNCIONES LOGARITMICAS
MATEMATICA BÁSICA FUNCIONES LOGARITMICASSALVADOR ALTEZ PALOMINO
 
electricidad básica, ejemplos prácticos y ejercicios
electricidad básica, ejemplos prácticos y ejercicioselectricidad básica, ejemplos prácticos y ejercicios
electricidad básica, ejemplos prácticos y ejerciciosEfrain Yungan
 
METROLOGÍA ÓPTICA E INSTRUMENTACIÓN BÁSICA.pdf
METROLOGÍA ÓPTICA E INSTRUMENTACIÓN BÁSICA.pdfMETROLOGÍA ÓPTICA E INSTRUMENTACIÓN BÁSICA.pdf
METROLOGÍA ÓPTICA E INSTRUMENTACIÓN BÁSICA.pdfesparzadaniela548
 
ACEROS DE PERFORACION, CARACTERISTICAS Y FICHAS TECNICAS.pptx
ACEROS DE PERFORACION, CARACTERISTICAS Y FICHAS TECNICAS.pptxACEROS DE PERFORACION, CARACTERISTICAS Y FICHAS TECNICAS.pptx
ACEROS DE PERFORACION, CARACTERISTICAS Y FICHAS TECNICAS.pptxaxelalejossantos
 
Unid 3 Extraccion 10-10-23 operaciones unitarias
Unid 3 Extraccion 10-10-23 operaciones unitariasUnid 3 Extraccion 10-10-23 operaciones unitarias
Unid 3 Extraccion 10-10-23 operaciones unitariasPatriciaRaimondi
 
INSTRUCTIVO_NNNNNNNNNNNNNNSART2 iess.pdf
INSTRUCTIVO_NNNNNNNNNNNNNNSART2 iess.pdfINSTRUCTIVO_NNNNNNNNNNNNNNSART2 iess.pdf
INSTRUCTIVO_NNNNNNNNNNNNNNSART2 iess.pdfautomatechcv
 
ESTUDIO TÉCNICO DEL PROYECTO DE CREACION DE SOFTWARE PARA MANTENIMIENTO
ESTUDIO TÉCNICO DEL PROYECTO DE CREACION DE SOFTWARE PARA MANTENIMIENTOESTUDIO TÉCNICO DEL PROYECTO DE CREACION DE SOFTWARE PARA MANTENIMIENTO
ESTUDIO TÉCNICO DEL PROYECTO DE CREACION DE SOFTWARE PARA MANTENIMIENTOCamiloSaavedra30
 
R. Contraloria 432-2023-CG obras x AD.pdf
R. Contraloria 432-2023-CG obras x AD.pdfR. Contraloria 432-2023-CG obras x AD.pdf
R. Contraloria 432-2023-CG obras x AD.pdfrudy cabezas
 
INFORME DE LA DE PROBLEMÁTICA AMBIENTAL 2 UNIDAD FINAL. PDF.pdf
INFORME DE LA DE PROBLEMÁTICA AMBIENTAL 2 UNIDAD FINAL. PDF.pdfINFORME DE LA DE PROBLEMÁTICA AMBIENTAL 2 UNIDAD FINAL. PDF.pdf
INFORME DE LA DE PROBLEMÁTICA AMBIENTAL 2 UNIDAD FINAL. PDF.pdfsolidalilaalvaradoro
 
Sales binarias y oxisales química inorganica
Sales binarias y oxisales química inorganicaSales binarias y oxisales química inorganica
Sales binarias y oxisales química inorganicakiaranoemi
 

Último (20)

JimyPomalaza vivienda rural huancavelica .pdf
JimyPomalaza vivienda rural huancavelica .pdfJimyPomalaza vivienda rural huancavelica .pdf
JimyPomalaza vivienda rural huancavelica .pdf
 
movimiento circular univormemente variado
movimiento circular univormemente variadomovimiento circular univormemente variado
movimiento circular univormemente variado
 
Submodulo III- Control de cloro residual OK.pptx
Submodulo III- Control de cloro residual OK.pptxSubmodulo III- Control de cloro residual OK.pptx
Submodulo III- Control de cloro residual OK.pptx
 
Capacitación Anexo 6 D.s. 023 seguridad y salud ocupacional
Capacitación Anexo 6 D.s. 023 seguridad y salud ocupacionalCapacitación Anexo 6 D.s. 023 seguridad y salud ocupacional
Capacitación Anexo 6 D.s. 023 seguridad y salud ocupacional
 
La Evolución Industrial en el Ecuador.pdf
La Evolución Industrial en el Ecuador.pdfLa Evolución Industrial en el Ecuador.pdf
La Evolución Industrial en el Ecuador.pdf
 
PRESENTACION Y PROGRAMAS PRE-REQUISITOS DEL SISTEMA HACCP BPM Y PHS 2023.pptx
PRESENTACION Y PROGRAMAS PRE-REQUISITOS DEL SISTEMA HACCP BPM Y PHS 2023.pptxPRESENTACION Y PROGRAMAS PRE-REQUISITOS DEL SISTEMA HACCP BPM Y PHS 2023.pptx
PRESENTACION Y PROGRAMAS PRE-REQUISITOS DEL SISTEMA HACCP BPM Y PHS 2023.pptx
 
224154649-Diseno-Por-Flexion-de-Zapata-Aislada-y-de-Hormigon-Simple.pdf
224154649-Diseno-Por-Flexion-de-Zapata-Aislada-y-de-Hormigon-Simple.pdf224154649-Diseno-Por-Flexion-de-Zapata-Aislada-y-de-Hormigon-Simple.pdf
224154649-Diseno-Por-Flexion-de-Zapata-Aislada-y-de-Hormigon-Simple.pdf
 
SESION 2- 2 ATOMO Y ESTRUCTURA ATÓMICA.pdf
SESION 2- 2 ATOMO Y ESTRUCTURA ATÓMICA.pdfSESION 2- 2 ATOMO Y ESTRUCTURA ATÓMICA.pdf
SESION 2- 2 ATOMO Y ESTRUCTURA ATÓMICA.pdf
 
Sales Básicas Quimica, conocer como se forman las sales basicas
Sales Básicas Quimica, conocer como se forman las sales basicasSales Básicas Quimica, conocer como se forman las sales basicas
Sales Básicas Quimica, conocer como se forman las sales basicas
 
PRIMER Y SEGUNDO TEOREMA DE CASTIGLIANO.pdf
PRIMER Y SEGUNDO TEOREMA DE CASTIGLIANO.pdfPRIMER Y SEGUNDO TEOREMA DE CASTIGLIANO.pdf
PRIMER Y SEGUNDO TEOREMA DE CASTIGLIANO.pdf
 
MATEMATICA BÁSICA FUNCIONES LOGARITMICAS
MATEMATICA BÁSICA FUNCIONES LOGARITMICASMATEMATICA BÁSICA FUNCIONES LOGARITMICAS
MATEMATICA BÁSICA FUNCIONES LOGARITMICAS
 
electricidad básica, ejemplos prácticos y ejercicios
electricidad básica, ejemplos prácticos y ejercicioselectricidad básica, ejemplos prácticos y ejercicios
electricidad básica, ejemplos prácticos y ejercicios
 
METROLOGÍA ÓPTICA E INSTRUMENTACIÓN BÁSICA.pdf
METROLOGÍA ÓPTICA E INSTRUMENTACIÓN BÁSICA.pdfMETROLOGÍA ÓPTICA E INSTRUMENTACIÓN BÁSICA.pdf
METROLOGÍA ÓPTICA E INSTRUMENTACIÓN BÁSICA.pdf
 
ACEROS DE PERFORACION, CARACTERISTICAS Y FICHAS TECNICAS.pptx
ACEROS DE PERFORACION, CARACTERISTICAS Y FICHAS TECNICAS.pptxACEROS DE PERFORACION, CARACTERISTICAS Y FICHAS TECNICAS.pptx
ACEROS DE PERFORACION, CARACTERISTICAS Y FICHAS TECNICAS.pptx
 
Unid 3 Extraccion 10-10-23 operaciones unitarias
Unid 3 Extraccion 10-10-23 operaciones unitariasUnid 3 Extraccion 10-10-23 operaciones unitarias
Unid 3 Extraccion 10-10-23 operaciones unitarias
 
INSTRUCTIVO_NNNNNNNNNNNNNNSART2 iess.pdf
INSTRUCTIVO_NNNNNNNNNNNNNNSART2 iess.pdfINSTRUCTIVO_NNNNNNNNNNNNNNSART2 iess.pdf
INSTRUCTIVO_NNNNNNNNNNNNNNSART2 iess.pdf
 
ESTUDIO TÉCNICO DEL PROYECTO DE CREACION DE SOFTWARE PARA MANTENIMIENTO
ESTUDIO TÉCNICO DEL PROYECTO DE CREACION DE SOFTWARE PARA MANTENIMIENTOESTUDIO TÉCNICO DEL PROYECTO DE CREACION DE SOFTWARE PARA MANTENIMIENTO
ESTUDIO TÉCNICO DEL PROYECTO DE CREACION DE SOFTWARE PARA MANTENIMIENTO
 
R. Contraloria 432-2023-CG obras x AD.pdf
R. Contraloria 432-2023-CG obras x AD.pdfR. Contraloria 432-2023-CG obras x AD.pdf
R. Contraloria 432-2023-CG obras x AD.pdf
 
INFORME DE LA DE PROBLEMÁTICA AMBIENTAL 2 UNIDAD FINAL. PDF.pdf
INFORME DE LA DE PROBLEMÁTICA AMBIENTAL 2 UNIDAD FINAL. PDF.pdfINFORME DE LA DE PROBLEMÁTICA AMBIENTAL 2 UNIDAD FINAL. PDF.pdf
INFORME DE LA DE PROBLEMÁTICA AMBIENTAL 2 UNIDAD FINAL. PDF.pdf
 
Sales binarias y oxisales química inorganica
Sales binarias y oxisales química inorganicaSales binarias y oxisales química inorganica
Sales binarias y oxisales química inorganica
 

Equilibrio de Fases: Líquido-Vapor

  • 1. Equilibrio de Fases Fundamentos del equilibrio heterogéneo I.Q. Manuel Arturo Caballero Rdz. Campus Monterrey Norte Universidad del Valle de México Escuela de Ciencias de la Salud Químico Farmaco Biotecnólogo Equilibrio Heterogéneo
  • 5. Regla de las Fases Fase: Porción homogénea de materia que posee las mismas propiedades, además de ser físicamente apreciable y mecánicamente separable. Componente: Cada especie química diferente presente en el sistema. Grados de libertad: Número de propiedades a las cuales es posible asignar un valor para un sistema, sin que queden ya definidas por otra propiedad.
  • 6. Regla de las Fases Mediante una regla sencilla que Gibbs dedujo originalmente, puede predecirse información útil en lo que respecta a los equilibrios de fases: F = C – P + 2 °Free = Components – Phases + 2 Por ejemplo, en un gas puro, se tiene un solo componente y una sola fase, de modo que F = 2. Esto significa que para describir completamente al sistema, sólo tienen que conocerse dos de las tres variables P, V y T. La tercera variable puede calcularse a partir de las ecuaciones de estado.
  • 7. Regla de las Fases Si se considera el diagrama de fases del agua, en la región de la fase pura (sólido, líquido o gas), de nuevo se tienen dos grados de libertad, lo cual significa que la presión puede variarse independientemente de la temperatura. Sin embargo, a lo largo de las fronteras sólido-líquido, líquido-vapor o sólido-vapor, F=1, en consecuencia, para cada valor de presión, sólo puede haber un valor específico de temperatura. F = C – P + 2
  • 8. Regla de las Fases F = C – P + 2 °Free = Components – Phases + 2 Por último, el punto triple, tiene 3 fases y el resultado de la ecuación es cero, es decir, el sistema está fijado totalmente y no es posible variación alguna.
  • 9. Regla de las Fases Cuando en el sistema ocurren r reacciones químicas, el número de variables independientes se reducen. F = C – P + 2 – r °Free = Components – Phases + 2 – reactions
  • 10. Regla de las Fases Ejercicio 46: Calcular el número de grados de libertad que definen un sistema de sacarosa sólida en equilibrio con una disolución acuosa de sacarosa. Ejercicio 47: ¿Cuántos grados de libertad se tienen en una mezcla gaseosa de H2, N2 , y NH3? Considerando que no hay reacción química? Ejercicio 48: ¿Cuántos grados de libertad hay en un sistema formado por una torre de destilación donde existen benceno y tolueno en ambas fases líquida y vapor?
  • 11. Variación de Pvap con T a) Éter dietílico, b) benceno, c) agua, d) tolueno, e) anilina¿Cuándo hierve un líquido? A la T a la que Pvap = Pext ya que es posible la formación de burbujas de vapor en el interior del líquido. Sistema abierto
  • 12. Diagrama de Fases: 1 Componente Curvas de Presión de Vapor Temperatura de fusión a P Temperatura de ebullición a P Punto de ebullición normal: Temperatura a la que la presión de vapor del líquido es igual a la presión de 1 bar ( o 1 atm). Punto de fusión normal: Temperatura a la que funde el sólido si la presión es de 1 bar.
  • 13. Eq. Líquido-Vapor: 1 Componente Sistema cerrado Cuando la velocidad de evaporación iguala la velocidad de condensación  Equilibrio entre las fases H2O (l)  H2O (g) μT gas < μT liq μT gas = μT liq
  • 14. Variación de la Teb con la P 23.8 25 Lectura alternativa de las curvas: El punto de ebullición de un líquido varía con la presión.
  • 15. Variación de la Teb con la P Monte Kilimanjaro (Tanzania) 5895 m de altitud, P = 350 mmHg Teb (agua) = 79ºC Aplicaciones
  • 16. Variación de la Teb con la P P  2 atm  Teb (agua)  120ºC Tiempos de cocción más rápidos Olla rápida
  • 17. Equilibrio Sólido-Vapor , ,solido gas T P T P  Sublimación: Sólido  Gas Liofilización: deshidratación a baja presión. Ventajas: • Evita secado por calentamiento (destruiría moléculas del sabor) • Evita que se estropee (en ausencia de agua no crecen bacterias) Pasos: 1) Congelar café molido 2) Disminuir la presión 3) El agua sólida pasa a agua gas, que se elimina.
  • 18. Fluidos supercríticos Los fluidos supercríticos tienen un gran poder de solvatación. El CO2 supercrítico se usa para extraer la cafeína del grano de café. Más allá del punto crítico  Fluido supercrítico
  • 19. Presión de vapor Es la presión del sistema cuando el sólido o líquido de un sistema se halla en equilibrio con su vapor. La regla de fases establece que la presión del vapor de un líquido puro es función única de la temperatura de saturación. Ecuación de Claussius Clapeyron
  • 20. Presión de vapor La ecuación de Claussius Clapeyron puede ser usada para advertir cuándo se puede dar un cambio de fase. Por ejemplo en el patinaje sobre hielo: el patinados al hacer presión con sus cuchillas aumenta localmente la presión sobre el hielo, lo cual hace que éste se funda. La ecuación no es una mala aproximación, la gráfica log pv vs T-1 es una recta.
  • 21. Mezcla Binaria: Miscibilidad parcial Cuando dos líquidos A y B se mezclan a T y P constantes, en cantidades nA y nB, la mezcla se logrará completamente cuando G disminuya. La mezcla se logrará cuando ΔGmezcla < 0.
  • 22. Mezcla Binaria: Miscibilidad parcial La ΔGmezcla a T y P constantes, puede variar con la composición del sistema (con la fracción molar de sus componentes), como se observa aquí: Líquidos completamente miscibles Líquidos inmiscibles Líquidos parcialmente miscibles
  • 23. Mezcla Binaria: Miscibilidad parcial Para entender cómo es posible que dos líquidos sean parcialmente miscibles a una T y P, y que en otras condiciones sean totalmente miscibles, hay que analizar las contribuciones de cada término en la expresión ΔGmezcla = ΔHmezcla – TΔSmezcla
  • 24. Equilibrio Gas-Líquido (Mezcla Binaria) A una T y P dadas, en un sistema de 2 fases, el equilibrio termodinámico se alcanza cuando los potenciales químicos de la sustancia son los mismos en ambas fases, μi g = μi l. Esto aplica para sustancias puras y para disoluciones. Consideremos que en la mezcla binaria los vapores se comportan como gases ideales y que en fase líquida los compuestos constituyen una disolución ideal. En una disolución ideal cada componente ejerce una presión de vapor proporcional a su fracción molar xi en fase líquida y a la presión de vapor pi* de él puro a la T dada.
  • 25. Equilibrio Gas-Líquido (Mezcla Binaria) Ley de Raoult: pi = pi v xi .
  • 26. Equilibrio Gas-Líquido (Mezcla Binaria) Si la disolución es ideal, ambos componentes obedecen la ley de Raoult, luego la presión total es una función lineal de la fracción molar de cualquiera de los dos componentes en la fase líquida xi. P = p1 + p2 = p1 vx1 + p2 v(1 – x1) = p2 v + (p1 v – p2 v)x1 Como para un gas ideal también se cumple la ley de Dalton de las presiones parciales, p1 = Py1, entonces
  • 27. Equilibrio Gas-Líquido (Mezcla Binaria) El conocimiento de la relación entre la P del sistema y la composición de las dos fases permite dibujar el diagrama de fases a T constante:
  • 28. Equilibrio Gas-Líquido (Mezcla Binaria) En el diagrama de fases temperatura-composición se observa como la línea de vaporización no es una recta, y que la curvatura de la línea de condensación está invertida respecto al diagrama de fases isotérmico:
  • 29. Equilibrio Gas-Líquido (Mezcla Binaria) La ecuación de Antoine ha sido desarrollada a partir de la de Claussius-Clapeyron, y se ha extendido su uso para calcular la presión de vapor a partir de la temperatura de saturación. P  presión de vapor en mmHg T  temperatura de saturación en °C Los valores A, B y C son constantes de Antoine y se pueden encontrar en el Handbook of Chemistry, o en una base de datos termodinámicos como la de WebBook del NIST.
  • 30.
  • 31. Punto de burbuja | Punto de rocío Punto de burbuja: Temperatura a la que se forma la primera burbuja de vapor cuando se calienta un líquido a P cte. Punto de rocío: Temperatura a la que se forma la primera gota de líquido cuando se enfría un gas a P cte. Cuando calentemos la mezcla de líquidos a P cte el primer vapor (burbuja) que se forma estará en equilibrio con el líquido y se respetará la Ley de Raoult, por lo que P = x1p1 v(Tpb) + x2p2 v(Tpb) pv(Tpb) es pv en función de Tpb Por prueba y error con la ecuación de Antoine se busca una Tpb que haga efectiva esta ecuación de Raoult para 2 componentes, de forma que la suma de las presiones parciales sea la P cte del sistema.
  • 32. Punto de burbuja | Punto de rocío Ejercicio 53: Calcula la temperatura del punto de burbuja y la composición del vapor en equilibrio de una mezcla líquida de 40% en mol de hexano y 60% de ciclohexano a 1 atm. Ejercicio 54: Calcula la temperatura del punto de rocío y la composición del líquido en equilibrio asociado con una mezcla gaseosa que contiene 19% en mol de hexano, y ciclohexano.
  • 33. Apps ELV: Destilación fraccionada Los ELV de mezclas binarias son necesarios para entender procesos de separación como la destilación. Más aún cuando los puntos de ebullición de los 2 componentes difieren en menos de 25° que es donde aplica la destilación fraccionada.
  • 34. Proceso de Destilación fraccionada Mezcla inicial benceno xB = 0.45 con tolueno xT a 70 °C (pto A). Se calienta a eb hasta 90 °C (pto P); el vapor generado tendrá xB = 0.60 (pto P’). Se condensa todo y el líquido se lleva a eb a 85 °C (pto P’’) donde el nuevo vapor tendrá xB = 0.80 (pto P’’’). Repetir destilaciones hasta obtener benceno puro.
  • 35. Platos teóricos: Eficiencia en Destilación La eficiencia de una columna de fraccionamiento se expresa en término de su número de platos teóricos, que es el número de sucesivos estados de ELV que originan un destilado de alta pureza. El método de McCabe-Thiele se considera el más simple y más ilustrativo método matemático para el análisis de la destilación fraccionada binaria y el cálculo de platos de una columna.
  • 37. Azeótropo Los diagramas P vs X y T vs X mostrados presentan una desviación a la Ley de Raoult, es decir, tienen un máximo de la Ptotal o lo que es lo mismo un mínimo en la Teb. Como característica se observa un punto N en el que la composición del líquido es igual a la del vapor, sin ser sustancias puras. A esta mezcla de esta composición se le llama azeótropo.
  • 38. Azeótropo La mezcla azeotrópica se caracteriza por comportarse como una sustancia pura, con temperatura de ebullición fija. El vapor producido por evaporación parcial tiene la misma composición que el líquido. Las mezclas azeotrópicas no puede ser separada por destilación, ni siquiera fraccionada. Una mezcla alcohol-agua, no puede separarse más de 95.6% en alcohol y 4.4% en agua, proporciones en las cuales se encuentra el azeótropo.
  • 39. Propiedades coligativas Son aquellas que adquieren las disoluciones por el hecho de haberse convertido en disoluciones. Las propiedades coligativas que poseen las disoluciones respecto al disolvente puro, son cuatro: • Disminución de la presión de vapor • Elevación en el punto de ebullición • Descenso en el punto de congelación • Presión osmótica
  • 41. Disminución de la pvap Para un solvente al cual se le añadió una cantidad determinada de soluto, el cual tiene fracción molar x, la nueva presión de vapor está dada por: pv svte = (1 – x)pv puro Esta expresión aplica sólo para solutos no volátiles, y que no se disocien ni reaccionen con el disolvente.
  • 42. Disminución de la pvap Ejercicio 55: La presión de vapor del agua a 29 °C es de 30 mmHg. Calcular la presión de vapor que tendrá una solución de 268.5 g de glucosa en 1350 mL de agua. Ejercicio 56: Calcula la temperatura de ebullición del agua si añadimos a 250 mL de ella unos 20 mL de etilenglicol (ρ = 1.11 g/mL).