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Manejo del diagrama triangular de la asignatura de experimentación en ingeniería química II...

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Experimentación en Ingeniería Química

Manejo del diagrama triangular. El diagrama triangular, nos permite conocer el número de contactos necesarios para recuperar una cantidad especificada de soluto, así como las composiciones de cada una de las fases que abandonan cada etapa. Como ejemplo, si partimos de un sólido que contiene un 50% de soluto y un 50% de inerte, el punto representativo del material de partida se situará sobre el eje de abcisas (composición de soluto), con coordenadas (50, 0). Este sólido se pone en contacto con una cantidad de disolvente cuyo punto representativo, por ser puro, estará situado en el eje de ordenadas con coordenadas (0, 100). Esta operación dará lugar a la formación de una mezcla de composición intermedia entre la del sólido y la del disolvente que se encontrará situada en la línea que une los puntos representativos de ambos (V) y (S). (línea azul del diagrama). V

100 90 80 70 60 (%) Disolvente

50 40 30 20 10 S

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

(%) Soluto

Extracción Sólido – Líquido

1

Experimentación en Ingeniería Química

Para situar el punto de mezcla es necesario conocer la cantidad de disolvente y de sólido que se ponen en contacto, con el fin de calcular las composiciones de la mezcla y poder situarla gráficamente en el diagrama directamente o bien, aplicando la regla de la palanca. Para calcular las composiciones de las fases que abandonan la etapa cuando se alcanza el equilibrio es necesario conocer la curva de retención de miscela (teórica o experimental). Supongamos que en este ejemplo la línea de retención es paralela a la hipotenusa del triángulo (LRM). Para obtener las composiciones de las fases que abandonan la etapa 1 es necesario trazar la recta de reparto que pasa por el punto de mezcla (M1). Si suponemos una situación de equilibrio ideal la recta de reparto se obtendría uniendo el vértice (I) del triángulo con el punto de mezcla (M1). 100 90 80 70 (%) Disolvente

60

E1

50 40

M1

30

LRM

20 R1

10 0 I

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

(%) Soluto

Una vez alcanzado el equilibrio, se obtienen dos fases una rica en soluto o extracto, (situada en la diagonal del diagrama (E1)) y otra pobre en soluto o refinado, (situada en la curva de retención (R1)), cuyos porcentajes en soluto y disolvente se pueden leer directamente en los ejes coordenados. Las cantidades de extracto y refinado se pueden calcular aplicando la regla de la palanca. Si la operación de extracción se realizara en flujo cruzado, con disolvente puro, para calcular la segunda etapa, procederiamos de la siguiente manera: 1. Unir el punto R1 con el punto representativo del disolvente. 2. Calcular el punto de mezcla (M2) recalculando composiciones o aplicando la regla de la palanca.

Extracción Sólido – Líquido

2

Experimentación en Ingeniería Química

3. Trazar la recta de reparto que pasa por M2. 4. Aplicar la regla de la palanca para calcular E2 y R2.

100 90

E2

80 70 60

E1

50

M2

40

M1

30

R2

20 R1

10 0 0

10

Extracción Sólido – Líquido

20

30

40

50

60

70

80

90

100

3...