mezcla de gases ideales
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UNIDAD 7. MEZCLA DE GASES IDEALES.
PROPIEDADES DE LAS MEZCLAS. Consideremos una mezcla compuesta por 3 gases ideales: x, y, z en el depósito de la figura.
x
py Vy Ty
y
pz Vz Tz
z
nx ny nzpx Vx Tx
El número de moles de la mezcla y la masa de la mezcla están dadas por las expresiones:
m x y z
m x y
n n n n
m m m mz
= + +
= + +
Además en toda mezcla en estado de equilibrio térmico se debe cumplir que:
m x yT T T Tz= = = - ANALISIS GRAVIMETRICO: Representa la fracción en masa o en peso de cada
componente presente en la mezcla, respecto de la mezcla total. Esta fracción regularmente se expresa en forma porcentual y se expresa como xG .
x x
xm m
masa componente mGmasa mezcla m
= =
Además se cumple que:
1
1 ó 100%
m x y z
yx z
m m m
x y z
m m m m
mm mm m m
G G G
= + +
= + +
+ + =
Reinaldo Sánchez A. 2007
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- ANALISIS VOLUMETRICO: Ley de Amagat. Establece que; el volumen total de una mezcla de gases es igual a la suma de los volúmenes que ocuparía cada componente a la presión de la mezcla y a la temperatura de la mezcla.
, , ,,
, , ,
1
m m m m m mm m
m m m m m m
m x y zp T p T p Tp T
yx z
m m mp T p T p T
V V V V
VV VV V V
= + +
⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞= + +⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠
pm Tm
x
pm Tm
y
pm Tm
z
Se define: Fracción molar o volumétrica a la razón:
,
de donde, se obtiene que 1 ó 100%m m
xx
m p T
x y z
VBV
B B B
⎛ ⎞= ⎜ ⎟⎝ ⎠
+ + =
Además,
x u m
x m xx
m u mm m
m
x xx
m m
n R TV PB
n R TV nP
V nBV n
⋅ ⋅
= = =⋅ ⋅
= =
n
Ley de Dalton de las presiones parciales. La presión total ejercida por una mezcla de gases ideales, es la suma de la presiones parciales de cada componente de la mezcla medida a la temperatura de la mezcla y ocupando el volumen de la mezcla.
, , ,
, , ,
, , ,
,
1
m m m m m mm m
m m m m m m
m m m m m m
m m
m x y zT V T V T VT V
yx zT V T V T V
m m mT V T V T V
x u m
x m x
m u mm mT V
m
p p p p
pp p
p p p
n R Tp V n
n R Tp nV
= + +
= + +
⋅ ⋅
= =⋅ ⋅
,
Luego, se cumple que: x x xx
m m
V n pBV n p
= = =m
Reinaldo Sánchez A. 2007
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- Paso de análisis volumétrico a gravimétrico.
:
; ;
x x x x xx m
m x y z x x y y z z
y yx x z zx y x
i i i i i i
m n M
m n M n MG nm m m m n M n M n M
B MB M B MG G GB M B M B M
= ⋅
⋅ ⋅= = =
+ + ⋅ + ⋅ + ⋅
⋅⋅ ⋅= = =
⋅ ⋅∑ ∑ ∑ ⋅
- Paso de análisis gravimétrico a volumétrico.
:
; ;
x x
x x xx m
yx zm x y z
x y z
yx z
yx zx y x
i i
i i
mnM
m mn M M
i
i
B mmm mn n n nM M M
GG GMM MB B BG G
M M
=
= = =+ + + +
= = =∑ ∑ ∑ G
M
- Peso Molecular y Constante Particular de la Mezcla.
:
m x y z
m m x x y y z z
m x x y y z z
m i i
m m m m
n M n M n M n M n
M B M B M B M
M B M
= + +
⋅ = ⋅ + ⋅ + ⋅
= ⋅ + ⋅ + ⋅
= ⋅∑
m
m
u up
m i
R RRiM B M
= =⋅∑
Reinaldo Sánchez A. 2007
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- Otras Propiedades.
Calor Específico.
m x x y y z z
m x x y y z z
kJC G C G C G Ckg K
kJC B C B C B Ckmol K
⎡ ⎤= ⋅ + ⋅ + ⋅ ⎢ ⎥⋅⎣ ⎦
⎡ ⎤= ⋅ + ⋅ + ⋅ ⎢ ⎥⋅⎣ ⎦
Entalpía.
m x x y y z z
m x x y y z z
kJh G h G h G hkg
kJh B h B h B hkmol
⎡ ⎤= ⋅ + ⋅ + ⋅ ⎢ ⎥
⎣ ⎦
⎡ ⎤= ⋅ + ⋅ + ⋅ ⎢ ⎥⎣ ⎦
Energía interna.
m x x y y z z
m x x y y z z
kJu G u G u G ukg
kJu B u B u B ukmol
⎡ ⎤= ⋅ + ⋅ + ⋅ ⎢ ⎥
⎣ ⎦
⎡ ⎤= ⋅ + ⋅ + ⋅ ⎢ ⎥⎣ ⎦
Entropía.
m x x y y z z
m x x y y z z
kJs G s G s G skg K
kJs B s B s B skmol K
⎡ ⎤= ⋅ + ⋅ + ⋅ ⎢ ⎥⋅⎣ ⎦
⎡ ⎤= ⋅ + ⋅ + ⋅ ⎢ ⎥⋅⎣ ⎦
Reinaldo Sánchez A. 2007
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