Practica 2 Termodinamica De Fases.docx

Instituto politécnico nacional Escuela superior de ingeniería química e industrias extractivas

Laboratorio de termodinámica del equilibrio de fases

Maestra: ing. Eva López Mérida

Practica 2 propiedades molares parciales

Sección A

Grupo:2IM30

Equipo 4

INTRODUCCION OBJETIVOS 1. Determinar el volumen real de mezclas de soluciones preparar soluciones de metanol-agua de diferentes concentraciones 2. Aplicar el principio de Arquímedes para determinar la densidad de cada una de las soluciones 3. Determinar para cada solución el cambio de volumen mezclado Ajustar los datos experimentales a la ecuación de redlich-kister4. Determinar los volúmenes molares parciales de agua y de alcohol en las distintas soluciones binarias DATOS DE LA PRACTICA Wbuso=11.26g PH2O=1 g/ml PCH3OH=0.791 g/ml

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11

X1

X2

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

V1 CH3OH 0 6.99379 12.5910 17.1721 20.9906 24.2225 26.9931 29.3947 31.4965 33.3512 35

V2 H2O 35 28.0062 22.4089 17.8278 14.0093 10.7774 8.00684 5.60521 3.50349 1.64879 0

Calculo para obtener el vreal y videal EFI1=11.26-6.51=4.75 EFI2=11.26-6.65=4.61 EFI3=11.26-6.78=4.48 EFI4=11.26-6.88=4.38 EFI5=11.26-7.08=4.18 EFI6=11.26-7.16=4.1 EFI7=11.26-7.22=4.04 EFI8=11.26-7.29=3.97 EFI9=11.26-7.31=3.95 EFI10=11.26-7.43=3.83 EFI11=11.26-7.49=3.77

WSOL

EF

P(G/ML) VESP

PM

VREAL

VIDEAL

ΔV

6.51 6.65 6.78 6.88 7.08 7.16 7.22 7.29 7.31 7.43 7.49

4.75 4.61 4.48 4.38 4.18 4.10 4.04 3.97 3.95 3.83 3.77

1 0.9705 0.9431 0.9221 0.8800 0.8631 0.8505 0.8357 0.8315 0.8063 0.7936

18 19.4 20.8 22.2 23.6 25 26.4 27.8 29.2 30.6 32

18 19.9891 22.0535 24.0753 26.8181 28.9634 31.0396 33.2619 35.1139 37.9503 40.3183

18 20.2318 22.4636 24.6954 26.9273 29.1591 31.3909 33.6228 35.8546 38.0864 40.3183

0 -0.242 -0.41 -0.62 -0.109 -0.195 -0.351 -0.36 -0.74 -0.136 0

4.75

Volumen del flotador (cálculo único) Vf=4.75/1=4.75 La densidad de la mezcla Pi1=4.75/4.75=1 g/ml Pi2=4.61/4.75=0.9705 g/ml Pi3=4.48/4.75=0.9431 g/ml Pi4=4.38/4.75=0.9221 g/ml Pi5=4.18/4.75=0.88 g/ml Pi6=4.1/4.75=0.8631 g/ml Pi7=4.04/4.75=0.8505 g/ml Pi8=3.97/4.75=0.8357 g/ml Pi9=3.95/4.75=0.8315 g/ml Pi10=3.83/4.75=0.8063 g/ml Pi11=3.77/4.75=0.7936 g/ml El PM de la mezcla PM1=1x18+0x32=18 g/mol PM2=0.9x18+0.1x32=19.4 g/mol PM3=0.8x18+0.2x32=20.8 g/mol PM4=0.7x18+0.3x32=22.2 g/mol PM5=0.6x18+0.4x32=23.6 g/mol PM6=0-5x18+0.5x32=25 g/mol PM1=0.4x18+0.6x32=26.4 g/mol PM1=0.3x18+0.7x32=27.8 g/mol PM1=0.2x18+0.8x32=29.2 g/mol PM1=0.1x18+0.9x32=30.6 g/mol PM1=0x18+1x32=32 g/mol Volumen real para cada solución VIreal1=18/1=18 VIreal2=19.9891/0.9705=19.9891 VIreal3=22.0535/0.9431=22.0535 VIreal4=24.0753/0.9221=24.0753 VIreal5=26.8181/0.88=26.8181

VIreal6=28.9634/0.8631=28.9634 VIreal7=31.0396/0.8505=31.0396 VIreal8=33.2619/0.8357=33.2619 VIreal9=35.1139/0.8315=35.1139 VIreal10=37.9503/0.8063=37.9503 VIreal11=40.3183/0.7936=40.3183 El volumen ideal en cada solución VOLUMEN IDEAL VIDEAL1=(0)(40.3183)+(1)(18)=18 VIDEAL2=(0.1)(40.3183)+(0.9)(18)= 20.2318 VIDEAL3=(0.2)(40.3183)+(0.8)(18)= 22.4636 VIDEAL4=(0.3)(40.3183)+(0.7)(18)= 24.6954 VIDEAL5=(0.4)(40.3183)+(0.6)(18)= 26.9273 VIDEAL6=(0.5)(40.3183)+(0.5)(18)= 29.1591 VIDEAL7=(0.6)(40.3183)+(0.4)(18)= 31.3909 VIDEAL8=(0.7)(40.3183)+(0.3)(18)= 33.6228 VIDEAL9=(0.8)(40.3183)+(0.2)(18)= 35.8546 VIDEAL10=(0.9)(40.3183)+(0.1)(18)= 38.0864 VIDEAL11=(1)(40.3183)+(0)(18)= 40.3183 ΔVi ΔVi1=18-18=0 ΔVi2=19.9891-20.2318=-0.2426 ΔVi3=22.0535-22.4636=-0.41 ΔVi4=24.0753-24.6954=-0.6201 ΔVi5=26.8181-26.9273=-0.1091 ΔVi6=28.9634-29.1591=-0.1957 ΔVi7=31.0396-31.3909=-0.3513 ΔVi8=33.2619-33.6228=-0.3608 ΔVi9=35.1139- 35.8546=-0.7407 ΔVi10=37.9503-38.0864=-0.1360 ΔVi11=40.3183-40.3183=0

X1-X2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

(X1)(X2) 0 0.09 0.16 0.21 0.24 0.25 0.24 0.21 0.16 0.09 0

ΔVi ajustado 0 -0.15359796 -0.27306528 -0.35840112 -0.40960464 -0.426675 -0.40961136 -0.35841288 -0.27307872 -0.15360804 0

(X1-X2)^2 1 0.64 0.36 0.16 0.04 0 0.04 0.16 0.36 0.64 1

1. Graficar VIDEAL, VREAL VS X1

2. GRAFICAR ΔVi/(X1X2) VS (X1-X2)

y = -7E-05x - 1.7067 R² = 1E-09 ΔVi/(X1X2) VS (X1-X2)

y = -7E-05x - 1.7067 R² = 1E-09

0 -1.5

-1

-0.5

-0.5 -1 -1.5 -2 -2.5 -3 -3.5 -4 -4.5 -5

0

0.5

1

1.5

ΔVi ajustado ΔVi1= ( -7E-05(-1)- 1.7067)(0)=0 ΔVi2= (-7E-05(-0.8)- 1.7067)(0.09)= -0.15359796 ΔVi3= (-7E-05(-0.6) - 1.7067)(0.16)= -0.27306528 ΔVi4= ( -7E-05(-0.4) - 1.7067)(0.21)= -0.35840112 ΔVi5= ( -7E-05(-0.2) - 1.7067)(0.24)= -0.40960464 ΔVi6= ( -7E-05(0)- 1.7067)(0.25)= -0.426675 ΔVi7= ( -7E-05(0.2) - 1.7067)(0.24)= -0.40961136 ΔVi8= (-7E-05(0.4) - 1.7067)(0.21)= -0.35841288 ΔVi9= (-7E-05(0.6) - 1.7067)(0.16)= -0.27307872 ΔVi10= ( -7E-05(0.8) - 1.7067)(0.09)= -0.15360804 ΔVi11= (-7E-05(1) – 1.7067)(0)= 0

Ve=X1X2[A+B(X1-X2)+C(X1-X2)^2]= EN FUNCION DE X1 X2=1-X1 AX1X2=AX1(1-X1)= AX1-AX1^2 BX1X2(X1-X2)=BX1(1-X1)(2X1-1)= -2BXI^3+3BX1^2-BX1 CX1X2(X1-X2)^2=CX1(1-X1)(2X1-1)^2=CX1-CX1^2(4X1^2-4X1-1)= -4CX1^4+8CX1^3-5CX1^2+CX1 (-4C)X1^4+(+8C-2B)X1^3+(-A+3B-5C)X1^2+(A-B-C)X1

Ejercicio A 30 °c y 1 atmosfera el volumen de las soluciones formadas por benceno (b) y ciclohexano (c) se encuentra por: V=-2.64xb^2-16.8xb+109.4 Si se mezclan 500 ml de b y 500 ml de c, encuentre a) El volumen ideal y real de la mezcla b) El volumen parcial de cada componente 0.876 g/ml benceno PM 78.11 g/mol 0.779 g/ml ciclohexano PM 84 g/mol X1=0.5 X2=0.5 V1=452.6290639 V2=547.3709361 X1-x2=0 (X1-X2)^2=-0.5 (X1)(X2)=0.25 V=(2.64(-0.5)-16.8(0)+109.4)(0.25)=27.02 Videal=(0.5)(1000)+(0.5)(1000)=1000 PM=(0.5)(84)+(0.5)(78.11)=81.05

Conclusiones Con base en el desarrollo de la práctica y con conocimientos previos acerca del tema de Propiedades molares Parciales. Sabemos que nn el volumen molar parcial quedan expresadas las diferentes interacciones moleculares que determinan el empaquetamiento de varias moléculas de solvente en torno a las moléculas de soluto. Este efecto es llamado solvatación. El efecto se explica a nivel molecular por las diferencias entre las fuerzas intermoleculares existentes en la disolución con respecto a las existentes en los componentes puros. También se explica por las diferencias entre el empaquetamiento de las moléculas en la disolución y su empaquetamiento en los componentes puros, debido a las diferencias en tamaño y forma de las moléculas que se mezclan. Por lo tanto, se puede decir que debido a las grandes interacciones entre las moléculas de agua con el etanol el volumen de la disolución disminuye y son las principales causantes de las desviaciones con respecto al comportamiento ideal de la solución. La disminución en la densidad de la solución se debe a un aumento en la cantidad del soluto, el cual se asocia directamente al cambio en el volumen molar parcial de este.

GONZALEZ VALENTIN CHRISTIAN