equilibrio entre dos fases líquidas

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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equilibrio entre dos fases líquidas

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