cÁlculos regla de fases
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TABLAS DE DATOS Y RESULTADOS:
Tabla N°1: Condiciones de laboratorio
CÁLCULOS:
Mediante la composición de cada una de las muestras calcule la fracción molar experimental de cada componente en cada mezcla.
X p−C6 H 4Cl2=nC6 H 4Cl2
nTnT=nC6H 4Cl2
+nC10H 8
XC10 H 8=nC10H 8
nT
PM ( p−C6H 4Cl2 )=147 g/mol
PM (C10H 8 )=128g /mol
Como ejemplo de cálculo tomamos el segundo tubo:
nT=nC6H 4Cl2+nC10H 8
nT=12.5g
147g /mol+ 1.5 g128g /mol
=0.0850+0.0117=0.0967
⇒ X p−C6H 4Cl 2=nC6H 4Cl 2
nT=0.08500.0967
=0.879
⇒ XC10H 8=nC10H 8
nT=0.01170.0967
=0.121
Mediante la ecuación (7), calcule la solubilidad del naftaleno (fracción molar teórica en la mezcla), para el rango de temperaturas observadas, entre el punto de cristalización del naftaleno y el punto eutéctico:
Muestra N°5:
T=48+273=321K
log X B=−932.03321
−13.241 log (321 )+0.0332 (321 )−2.3382×10−5¿
X B=0.481
Muestra N°6:
T=58+273=331K
log X B=−932.03331
−13.241 log (331 )+0.0332 (331 )−2.3382×10−5¿
X B=0.593
Muestra N°7:
T=72+273=345K
log X B=−932.03345
−13.241 log (345 )+0.0332 (345 )−2.3382×10−5 ¿
X B=0.780
Muestra N°8:
T=80+273=353K
log X B=−932.03353
−13.241 log (353 )+0.0332 (353 )−2.3382×10−5 ¿
X B=0.906
Repita el cálculo anterior para el p-diclorobenceno, en el rango de temperaturas desde su punto de cristalización hasta el punto eutéctico, mediante la ec (6):
Muestra N°1:
T=54+273=327K
log X A=2239.9327
+47.343 log (327 )−0.03302 (327 )−115.0954
X A=1.007
Muestra N°2:
T=47+273=320K
log X A=2239.9320
+47.343 log (320 )−0.03302 (320 )−115.0954
X A=0.869
Muestra N°3:
T=43+273=316K
log X A=2239.9316
+47.343 log (316 )−0.03302 (316 )−115.0954
X A=0.797
Muestra N°4:
T=32+273=305K
log X A=2239.9305
+47.343 log (305 )−0.03302 (305 )−115.0954
X A=0.619
Calcule el calor latente de fusión de los componentes puros en sus puntos de fusión observados. Calcule también los valores teóricos correspondientes:
Para la muestra 8:
∆ H=4265−26.31T +0.1525T 2−0.000214T 3 cal /mol
La temperatura teórica es 353K, reemplazando:
∆ H=4265−26.31(353)+0.1525(353)2−0.000214(353)3 cal /mol
∆ H teórico=4743.17cal /mol
La temperatura experimental es 353.1K
∆ H=4265−26.31(353.1)+0.1525(353.1)2−0.000214 (353.1)3 cal /mol
∆ H experimental=4567.36cal /mol
Para la muestra 1:
∆ H=−10250+94.07T−0.1511T 2 cal /mol
La temperatura teórica es 327K, reemplazando:
∆ H=−10250+94.07 (327 )−0.1511(327)2cal /mol
∆ H teórico=4353.92cal /mol
La temperatura experimental es 356.7K
∆ H=−10250+94.07 (356.7)−0.1511(356.7)2cal /mol
∆ H experimental=4355.33cal /mol
Determine el número de grados de libertad en el punto eutéctico usando las ecuaciones (1) o (2):
F+P=C+1
De la gráfica se observa que en el punto eutéctico hay 3 fases y 2 componentes, entonces:
F+3=2+1
F=0
Indica que solo existe un único punto eutéctico, invariable, es decir este punto no necesita de ninguna variable para ser determinado.
Compare los valores teóricos con los experimentales:
Para los calores latentes de fusión:
- Para el naftaleno:
∆ H teórico=4743.17cal /mol y ∆ H experimental=4567.36cal /mol
%error=4743.17−4567.364743.17
×100%=3.71%
- Para el p-diclorobenceno:
∆ H teórico=4353.92cal /mol y ∆ H experimental=4355.33cal /mol
%error=4353.92−4355.334353.92
×100%=0.03%
Para el punto eutéctico:
X B (teórico)=0.644 y X B (experimental )=0.64
%error=0.644−0.640.644
×100%=0.62%
Para las fracciones molares:
Para el p-diclorobenceno:
Tomando como ejemplo el tubo N°1:
X experimental=1.00 y X teórico=1.007
%error=1.00−1.0071.00
×100%=−0.7%
Para el naftaleno:
Tomando como ejemplo el tubo N°5:
X experimental=0.481 y X teórico=0.535
%error=0.481−0.5350.481
×100%=11.23%