equilibrio entre dos fases líquidas
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7/24/2019 Equilibrio Entre Dos Fases Lquidas
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Equilibrio entre dos fases lquidas
Ing. Roco Rojas
I-2015
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Coeficientes de reparto o distribucin
Cuando las soluciones son diluidas y el soluto se
comporta idealmente (Ley de Nernst), el
coeficiente de reparto es una constante de
equilibrio que depende de la
temperatura y de la naturaleza de los solventes
y soluto involucrados, y no de la cantidad de los
solventes y soluto. Se expresa como la relacin
de concentraciones (K=C1/C2).
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Miscibilidad - Inmiscibilidad
Miscibilidad: Se refiere a la propiedad dealgunos lquidos para mezclarse en cualquier
proporcin, formando una solucin. Ejemplo:
Agua-Etanol. Inmiscibilidad: Propiedad que poseen algunos
lquidos que no pueden ser mezclados con
otros lquidos, formando dos capas bienmarcadas, Ejemplo:Agua-Nitrobenceno
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Diagramas ternarios
Son representaciones graficas que muestran elequilibrio de sistemas de tres componentes.
Representan una herramienta til e indispensablepara la ingeniera en general, por sus muchas
aplicaciones a nivel industrial y de laboratorio. En el campo de la ingeniera qumica se usa en los
procesos de extraccin liquido-liquido y liquido-solido, en donde los diagramas ternarios son de
muchsima ayuda para no decir que sonindispensables al momento de disear o evaluarun equipo que involucre alguno de estosprocesos.
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El comportamiento de los pares Dietil carbonato-Metanol (solubles), Agua-Metanol
(solubles) y Dietil carbonato-Agua (insoluble) es lo que le dar al diagrama la forma
de curva binodal o domo.
(A)
(B)(C)
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Extraccin Lquido-Lquido
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Sistema Gas-Lquido
Ley de Raoult: Si un gas a temperatura (T) ypresin (P) contiene un vapor saturado, cuyafraccin molar es yi (mol vapor/moles totalesde gas), unica especie que se condensara,
entonces la presin parcial del vapor vienedado por la expresin:
Pi = yi*P = xi*P (T)(Solucin Ideal)
yi: Fraccin molar del componente i
en fase gaseosaxi: Fraccin molar del componente i
en fase lquida tiende a 1 (puro)
P: Presin de vapor
Pi: Presin parcial
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Sistema Gas-Lquido
Ley de Henry: Es vlida para soluciones dondeXi se acerca a 0 (soluciones diludas), siemprey cuando el componente no se disocie, seionice o reaccione en fase lquida. Esta ley se
aplica a soluciones de gases no condensables.
Pi = yi*P = xi*Hi (T)
(Solucin Ideal)
yi: Fraccin molar del componente i
en fase gaseosa
xi: Fraccin molar del componente ien fase lquida tiende a 0 (diluda)
Hi: Constante de Henry
Pi: Presin parcial
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Sistema Gas-Lquido
Ley de Henry: Si un gas a temperatura (T) ypresin (P) contiene un vapor saturado, cuyafraccin molar es yi (mol vapor/moles totalesde gas), soluciones de gases no condensables,
entonces la presin parcial del vapor vienedado por la expresin:
Pi = yi*P = xi*Hi (T)(Solucin Ideal)
yi: Fraccin molar del componente i en
fase gaseosa
xi: Fraccin molar del componente i en
fase lquida tiende a 0 (soluciones
diluidas), sin que ocurra reaccin,
disociacin o ionizacin en esa fase
Hi: Constante de la Ley de Henry para
el componente i a temperatura T
Pi: Presin parcial
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Sistema Gas-Lquido
Ley de Dalton:La presin total de una mezcla
es igual a la suma de las presiones parciales
que ejercen los gases de forma independiente.
P= Pa + Pb + ... + Pi
Pi = yi*P
(Solucin de Gas Ideal)
yi: Fraccin molar del componente i en
fase gaseosa
P: Presin total del gas
Pa, Pb, Pi: Presin parcial de cada gas
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Ejercicios Ley de Dalton1. Una muestra de aire solo contiene nitrgeno y oxgeno gaseoso, cuyas
presiones parciales son 0,80 atmsfera y 0,20 atmsfera respectivamente.Calcula la presin total del aire.
Primer paso:Identificar los datos que brinda el enunciado.
P(N)= 0,80 atm
P(O)= 0,20 atm
Segundo paso:Conocer la incognita o interrogante.
P= ?
Tercer paso: Sustituir los datos en la expresin matemtica y efectuar elcalculo.
Pt=P(N) + P(O) Pt=0,80 atm + 0,20 atm
Pt= 1 atm
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2. Una muestra de gases contiene CH4, C2H6 y C3H8. Si la presin total es de 1,50 atm
y la fraccin molar de cada gas son 0.365; 0.294; 0.341; respectivamente. Calcular las
presiones parciales de los gases.
Primer paso:Identificar los datos que brinda el enunciado.
Y(CH4)= 0,365
Y(C2H6)= 0,294
Y(C3H8)= 0,341
P= 1,50 atm Segundo paso:Conocer la incgnita o interrogante.
P(CH4)= ?
P(C2H6)= ?
P(C3H8)= ?
Tercer paso:Sustituir los datos en la expresin matemtica y efectuar los clculos.Pparcial=Y(gas) . P
P(CH4)=0,365 . 1,50 atm= 0,548 atm
P(C2H6)=0,294 . 1,50 atm= 0,441 atm
P(C3H8)=0,341 . 1,50 atm= 0,512 atm
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Ejercicio de Ley de Raoult y Henry
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Propuestos:1) Un gas que contiene nitrgeno, benceno y tolueno est en
equilibrio con una mezcla lquida de 40% mol de benceno y 60% molde tolueno a 100 C y 10 atm. Determinar la composicin de la fase
gaseosa (fracciones molares) usando la Ley de Raoult.
2) Utilizar la Ley de Raoult o la Ley de Henry (la que considere ms
adecuada) para cada sustancia, y calcule la presin y la composicin
de la fase gaseosa (fracciones molares) de un sistema que contiene un
lquido formado por 0.3 % mol de N2 y 99.7% mol de agua, en
equilibrio con nitrgeno gaseoso y vapor de agua a 80C.
3) La presin de un recipiente que contiene metano y agua a 70 C es
10 atm. A la temperatura dada, la constante de la Ley de Henry para el
metano es 6.66 x 104 atm/fraccin molar. Estime la fraccin molar del
metano en el lquido.
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Curvas de equilibrio vapor-lquido para
soluciones ideales
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Propuestos
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