Práctica 4. Equilibrio-liquido vapor de una mezcla binaria-Ley de Raoult PDF

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Instituto Politécnico NacionalEscuela Superior de IngenieríaQuímica e Industrias ExtractivasDepartamento de Ingeniería Química PetroleraLaboratorio de Termodinámica del Equilibrio de FaseProfesor:Dr. Octavio Elizalde SolisFecha de experimentación: Ϯε/0κ/Fecha de entrega del reporte: ϭϮ/0ρ/Práctica N...

Description

Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas Departamento de Ingeniería Química Petrolera Laboratorio de Termodinámica del Equilibrio de Fase Práctica No.ϰ ƋƵŝůŝďƌŝŽůşƋƵŝĚŽͲǀĂƉŽƌĚĞƵŶĂŵĞnjĐůĂďŝŶĂƌŝĂ>ĞLJ ĚĞZĂŽƵůƚ Grupo: 2PM31 Equipo: 8 Integrantes de equipo: Antonio Marín William Edgardo Guerra Vichido Francisco Hernandez Carrera Miguel Antonio Lozada Vidal César López González Jim Yael Profesor: Dr. Octavio Elizalde Solis Fecha de experimentación: Ϯϵ/0ϰ/21 Fecha de entrega del reporte: ϭϮ/0ϱ/21

Índice

Página

Objetivos ............................................................................... 1 Introducción............................................................................. 2 Sección Experimental.............................................................. Lista de materiales .......................................................... Procedimiento experimental ............................................ Sección de resultados

.........................................................

Cálculos experimentales ................................................ 1 Tabla de resultados ........................................................ Grificas ..........................................................................  $QDOtVLV\GLVFXVLyQGHJUiILFDV  Cuestionario ......................................................................... 2EVHUYDFLRQHV\UHFRPHQGDFLRQHV ......... &RQFOXVLRQHV Bibliografía ........................................................................... 

Objetivos •

Determinar experimentalmente el equilibrio líquido-vapor para una mezcla binaria a presión atmosférica.

•

Preparar soluciones de la mezcla binaria metanol + 2-propanol a diferentes composiciones.

•

Obtener la temperatura de burbuja experimental para cada composición.

•

Comparar los resultados experimentales con los teóricos a través de un cálculo de punto de burbuja.

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INTRODUCC CCIIÓN Potencial químico. Se conoce como potencial químico a la variación en la energía libre de Gibbs de un sistema al momento de incorporar una porción infinitesimal de un compuesto, en condiciones de temperatura y presión constantes. Este cambio de concentración en el sistema propende a generar movimiento en una partícula mediante un gradiente, de un potencial químico elevado hasta uno menor. [1] Fugacidad. La fugacidad es conocida como la medida del potencial químico mediante la forma de presión ajustada. Tiene una relación directa con la propiedad de una sustancia a priorizar una fase, sea líquida, sólida o gaseosa, ante otra. Una sustancia tendrá una fugacidad distinta para cada fase estando a una temperatura y presión fijas. Coeficiente de fugacidad. El coeficiente de fugacidad es la relación que existe en la fugacidad y la presión de una misma sustancia, en los gases la presión del gas es proporcional a la presión a la que se encuentra el sistema, en los líquidos se maneja la presión de vapor de la sustancia. En el caso de las mezclas, se manejan las propiedades criticas con las fracciones molares de cada elemento de la mezcla. [2] Equilibrio multifásico. Nos referimos a equilibrio multifásico cuando la temperatura y la presión permanecen constantes, por lo cual todas las fases, ya sea líquido, sólido o vapor están en equilibrio y permanecerán constantes. Equilibrio multicomponente. Un sistema multicomponente se encuentra constituido por más de dos especies. Se considera que hay un equilibrio de multicomponentes cuando se cuenta con una mezcla en la que la temperatura y la presión son constantes en todos los compuestos que lo forman; el equilibrio se alcanza cuando la energía libre de la mezcla es menor en comparación con la energía libre de los compuestos puros.[3] Equilibrio termodinámico. Un sistema se encuentra en equilibrio termodinámico al momento en el que está en equilibrio químico, equilibrio térmico, equilibrio mecánico y equilibrio homogéneo o heterogéneo, es decir, todo el sistema está afectado bajo las mismas condiciones.[4] Equilibrio térmico.

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Si una mezcla cuenta con un componente que se encuentra a una temperatura alta y esté entra en contacto con otra a temperatura más baja, se transferirá calor hacia el elemento de temperatura baja hasta que estas alcancen la misma temperatura y debido a la falta de otras sustancias a la cual transferir calor, la temperatura se mantendrá contante. Es entonces que permanece en equilibrio térmico.[4] Equilibrio mecánico. Se dice que hay un equilibrio mecánico cuando dos sistemas o más cuentan con la misma presión, si se encuentran a distinta presión y se ponen en contacto, buscaran el equilibrio mecánico, mientras la pared que las divide lo permita. Equilibrio químico. Se le llama a una reacción reversible al observar que las cantidades de las sustancias involucradas se mantienen constantes, es decir, sucede cuando la concentración de las sustancias no varía. En equilibrio químico no se presenciarán cambios físicos con razón del tiempo y es necesario una reacción química para la existencia de un equilibrio químico. [5] Equilibrio líquido-vapor. Un sistema cuenta con equilibrio líquido-vapor cuando al contar con las fases en contacto directo, a razón del tiempo llegará a un estado final en el que no existirá tendencia alguna a que se efectué un cambio dentro del sistema. La presión, temperatura y los componentes de la fase llegarán a valores finales los cuales permanecerán constantes. [6] Puntos de saturación. La saturación se determina como una situación en la que coexiste una mezcla liquido-vapor a una presión y temperatura dada. El punto de saturación es conocido como la temperatura a la cual empieza a generarse la vaporización a una presión determinada. [7] Punto de rocío y punto de burbuja. El punto de rocío es conocido como la temperatura y la presión a la cual una mezcla de vapor empieza a condensar, este es igualmente el punto de menor presión que se encuentra en el cambio de fase, mientras que el punto de burbuja es la presión y temperatura a las que una mezcla liquida ha generado la primer partícula de vapor, esto es, empieza a ebullir. [8] Diagramas de fases para mezclas binarias (T - x, y, P - x, y, densidad o volumen molar – x, y, T – densidad o volumen molar). Un diagrama de fases T-x (Temperatura – composición) ejemplifica las composiciones de las fases que constituyen la mezcla en relación de la temperatura de ebullición. En está la línea de vaporización presente no es una recta, sino, una

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curvatura de condensación. Este diagrama es empleado cuando se busca separar líquidos por destilación fraccionada. Al contar con una disolución ideal, los componentes cumplen con la ley de Raoult, por lo que la presión total es una función lineal con relación a la fracción molar de los componentes que se encuentran en la fase liquida, al conocer la relación existente entre la presión de un sistema y la composición de las fases, es posible representar un diagrama de fases P-x. [9] Figura 1. Diagramas de fases para mezclas binarias T-x y P-x.

Ley de Raoult. Entre las propiedades coligativas de las soluciones es el decrecimiento de la presión de vapor, la cual se lleva a cabo cuando se incorpora soluto a un disolvente. Raoult halló que al momento de añadir soluto a un disolvente puro este disminuía la presión de vapor del solvente y mientras más soluto se agregase más disminuía la presión de vapor, a esto se le conoce como la ley de Raoult. [10] Esta se expresa mediante la siguiente forma matemática: 𝑃1 = 𝑖𝑥1 𝑃10 Donde: 𝑃1 𝑒𝑠 𝑙𝑎 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑥1 𝑒𝑠 𝑙𝑎 𝑓𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛𝑡𝑒

𝑃10 𝑒𝑠 𝑙𝑎 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑢𝑟𝑜 Importancia y aplicación en la industria del equilibrio líquido – vapor. El equilibrio líquido-vapor es de gran importancia en la industria y cumple con distintas funciones y aplicaciones, como lo son, destilación, en la cual se introduce en una columna de destilación una mezcla liquida y los valores de equilibrio liquidovapor serán útiles como determinantes de puntos de separación de la mezcla; estudio de los procesos de extracción en los que se presentan cambios de estado, proceso de diseño de ingeniería en el cual se emplean para hallar valores de

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interacción molecular los cuales servirán para predecir los coeficientes de actividad de una mezcla. [11]

Principio de operación de un refractómetro. El principio de los refractómetros se basa en la refracción de luz, el cual tiene lugar al momento en el que una luz pasa de un medio a otro. Este es un instrumento óptico utilizado para obtener el valor de refracción de líquidos y sólidos translucidos, los cuales cumplen con la función de examinar el grado de pureza, reconocer una sustancia y distinguir el grado de soluto disuelto en una disolución. La composición se basa en un espejo el cual guía la luz a un montaje metálico conformado por dos primas. La observación de la luz se realiza por medio de un objeto el cual se halla cercano a una escala graduada la cual concede el establecimiento de la posición relativa con respecto a los prismas. [12]

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Sección experimental Materiales • Refractómetro • Termómetro • Embudo • Buretas de 50 ml • Vasos de precipitados • Frascos • Etiquetas adhesivas • Servilletas absorbentes de papel

Reactivos • Metanol • 2-propanol

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Procedimiento exper eriimental

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Diagrama del experimento

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Tabla de datos experimentales Frasco

V1 (ml)

V2 (ml)

nLiq

T °C

nVap

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

0 2 4 7 10 15 20 25 30 35 38 40

40 38 36 33 30 25 20 15 10 5 2 0

1.3370 1.3740 1.3720 1.3695 1.3650 1.3605 1.3525 1.3460 1.3415 1.3350 1.3330 1.3280

75 70 69 60.7 65 64 66 60 57 58 59 55

1.3370 1.3715 1.3685 1.3620 1.3570 1.3490 1.3495 1.3370 1.3345 1.3320 1.3295 1.3280

Sección de resultados Tabla de datos bibliográficos [13] T °C

x1 [mol/mol] y1 [mol/mol]

79.2

0.068

0.146

78.5

0.106

0.206

78.5 76.5

0.141 0.184

0.268 0.336

74.1

0.31

0.501

72.2

0.425

0.612

70.5

0.524

0.684

68.8

0.652

0.785

67.1

0.811

0.886

66.5

0.824

0.889

65.9

0.878

0.924

65.3

0.947

0.967

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Compuesto Densidad [g/ml] Peso Molecular [g/mol]

Metanol 0.791 32.04

Isopropanol 0.786 60.1

*Referencias [14] [15] [16] [17]

Constante de Antoine

Metanol

Isopropanol

A

5.20277

5.24268

B

1580.080

1580.920

C

239.500

219.610

[18]

Cálculos

1. Calcular la composición de la fase líquida (𝒙𝒊𝒆𝒙𝒑) a partir de los volúmenes agregados con las buretas. 𝑚𝑖 = 𝜌𝑖 ∗ 𝑉𝑖

𝑛𝑖 =

𝑚𝑖 𝑃𝑀𝑖

𝑥𝑖𝑒𝑥𝑝 =

Frasco 1 •

Metanol 𝑚1 𝐶𝐻3𝑂𝐻 = 0.791

𝑔 ∗ 0 𝑚𝑙 𝑚𝑙

𝑚1 𝐶𝐻3𝑂𝐻 = 0 g

𝑛1 𝐶𝐻3𝑂𝐻 =

0g

32.04

𝑔 𝑚𝑜𝑙

𝑛1 𝐶𝐻3𝑂𝐻 = 0 𝑚𝑜𝑙 𝑥𝑖𝑒𝑥𝑝 𝐶𝐻3𝑂𝐻 =

0 𝑚𝑜𝑙 0 𝑚𝑜𝑙 + 0.5231 𝑚𝑜𝑙

𝑥1 𝑒𝑥𝑝 𝐶𝐻3𝑂𝐻 = 0 •

Isopropanol

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𝑛𝑖 𝑛𝑇

𝑔 𝑚1 𝐶𝐻3 𝐻8 𝑂 = 0.786 𝑚𝑙 ∗ 40 𝑚𝑙 𝑚1 𝐶𝐻3 𝐻8 𝑂 = 31.44 g 𝑛1 𝐶𝐻3 𝐻8 𝑂 =

31.44 g 𝑔 60.1 𝑚𝑜𝑙

𝑛1 𝐶𝐻3 𝑂𝐻 = 0.5231 𝑚𝑜𝑙 𝑥2 𝑒𝑥𝑝 𝐶𝐻3 𝐻8 𝑂 =

0.5231 𝑚𝑜𝑙 0.5231 𝑚𝑜𝑙 + 0 𝑚𝑜𝑙

𝑥𝑖𝑒𝑥𝑝 𝐶𝐻3 𝐻8 𝑂 = 1

Frasco 2 •

Metanol 𝑚2 𝐶𝐻3 𝑂𝐻 = 0.791

𝑔 ∗ 2 𝑚𝑙 𝑚𝑙

𝑚2 𝐶𝐻3 𝑂𝐻 = 1.5820g 𝑛2 𝐶𝐻3 𝑂𝐻 =

1.582 g 𝑔 32.04 𝑚𝑜𝑙

𝑛2 𝐶𝐻3 𝑂𝐻 = 0.0494 𝑚𝑜𝑙 𝑥𝑖𝑒𝑥𝑝 𝐶𝐻3 𝑂𝐻 =

0.0494 𝑚𝑜𝑙 0.0494 𝑚𝑜𝑙 + 0.4970 𝑚𝑜𝑙

𝑥1 𝑒𝑥𝑝 •

𝐶𝐻3 𝑂𝐻

= 0.0904

Isopropanol 𝑚2 𝐶𝐻3 𝐻8 𝑂 = 0.786

𝑔 ∗ 38 𝑚𝑙 𝑚𝑙

𝑚2 𝐶𝐻3 𝐻8 𝑂 = 29.8680 g

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𝑛2 𝐶𝐻3 𝐻8 𝑂 =

29.8680 g 𝑔 60.1 𝑚𝑜𝑙

𝑛1 𝐶𝐻3 𝐻8 𝑂 = 0.4970 𝑚𝑜𝑙 0.4970 𝑚𝑜𝑙 0.4970 𝑚𝑜𝑙 + 0.0494 𝑚𝑜𝑙

𝑥𝑖𝑒𝑥𝑝 𝐶𝐻3 𝐻8 𝑂 =

𝑥2 𝑒𝑥𝑝 𝐶𝐻3 𝐻8 𝑂 = 0.9096

Frasco 3 •

Metanol 𝑚3 𝐶𝐻3 𝑂𝐻 = 0.791

𝑔 ∗ 4 𝑚𝑙 𝑚𝑙

𝑚3 𝐶𝐻3 𝑂𝐻 = 3.164 g 𝑛3 𝐶𝐻3 𝑂𝐻 =

3.164 g 𝑔 32.04 𝑚𝑜𝑙

𝑛3 𝐶𝐻3 𝑂𝐻 = 0.0988 𝑚𝑜𝑙 𝑥𝑖𝑒𝑥𝑝 𝐶𝐻3 𝑂𝐻 =

0.0988 𝑚𝑜𝑙 0.0988 𝑚𝑜𝑙 + 0.4708 𝑚𝑜𝑙

𝑥1 𝑒𝑥𝑝

𝐶𝐻3 𝑂𝐻

= 0.1734

Isopropanol 𝑚2 𝐶𝐻3 𝐻8 𝑂 = 0.786

𝑔 ∗ 36 𝑚𝑙 𝑚𝑙

𝑚2 𝐶𝐻3 𝐻8 𝑂 = 28.2960 g 𝑛2 𝐶𝐻3 𝐻8 𝑂 =

28.2960 g 𝑔 60.1 𝑚𝑜𝑙

𝑛1 𝐶𝐻3 𝐻8 𝑂 = 0.4708 𝑚𝑜𝑙

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𝑥𝑖𝑒𝑥𝑝 𝐶𝐻3 𝐻8 𝑂 =

0.4708 𝑚𝑜𝑙 0.4708 𝑚𝑜𝑙 + 0.0988 𝑚𝑜𝑙

𝑥2 𝑒𝑥𝑝 𝐶𝐻3 𝐻8 𝑂 = 0.8266

3. Obtener una ecuación para calcular la composición del componente 1 en función de índice de refracción, no considere los frascos inicial y final. Se opta por una regresión polinomial de segundo grado la cual ajusta mejor con los datos, dicha regresión puede calcularse por medio de mínimos cuadrados, o bien, como en la presente práctica, se hace uso de los modelos disponibles en Excel y por medio de este se adquieren los siguientes valores de los coeficientes y la ecuación misma de ajuste

Curva de ajuste nliq vs x1 Fracción mol (X1)

1.2000 1.0000 y = -272.16x2 + 716.43x - 470.44 R² = 0.9948

0.8000 0.6000 0.4000 0.2000

0.0000 1.3300

1.3400

1.3500

1.3600

1.3700

1.3800

Índice de refracción (nliq)

Ecuación de ajuste 2

y = -272.16x + 716.43x - 470.44 La cual podemos expresar en terminos de nliq x1 (nliq)= a(nliq)2 + b(nliq) +C Esta correlación aplica a la fase vapor, entrando por índice de refracción: y1 (nvap)= a(nvap)2 + b(nvap) +C 4. A partir de la ecuación anterior, calcular la composición de la fase vapor del componente 1 𝒚𝟏 𝒆𝒙𝒑 utilizando el índice de refracción de la fase vapor 𝒏𝒗𝒂𝒑 . La

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composición del componente 1 en los frascos inicial y final para la fase vapor, es la misma que los correspondientes en la fase líquida. 𝑦𝑒𝑥𝑝 = −272.16 ∗ (𝑛𝑣𝑎𝑝 )2 + 716.43 ∗ (𝑛𝑣𝑎𝑝 ) − 470.44

Frasco 2 𝑦1 𝑒𝑥𝑝 = −272.16 ∗ (1.3715)2 + 716.43 ∗ (1.3715) − 470.44 = 0.19844

Frasco 3 𝑦2 𝑒𝑥𝑝 = −272.16 ∗ (1.3685)2 + 716.43 ∗ (1.3685) − 470.44 = 0.28634

Frasco 4 𝑦3 𝑒𝑥𝑝 = −272.16 ∗ (1.3620)2 + 716.43 ∗ (1.3620) − 470.44 = 0.45997

8. Graficar presión “eje y” – composición x1exp “eje x” las siguientes series de datos: presión total, presión parcial del componente 1, presión parcial del componente 2, presión de vapor del componente 1, presión de vapor del componente 2. De la ley de Raoult 𝑃𝐴 = 𝑃𝐴° ∗ 𝑥𝐴

𝑃𝐵 = 𝑃𝐵° ∗ 𝑥𝐵

𝑃𝑇 = 𝑃𝐴 + 𝑃𝐵 Donde A es metanol y B es isopropanol Frasco 1

𝑃1𝐴 = 1.55661 𝑏𝑎𝑟 ∗ 0.0000 = 0 𝑏𝑎𝑟

𝑃1𝐵 = 0.77972 𝑏𝑎𝑟 ∗ 1 = 0.77972 𝑏𝑎𝑟

𝑃𝑇1 = 0 𝑏𝑎𝑟 + 0.77972 𝑏𝑎𝑟 = 0.77972 𝑏𝑎𝑟 Frasco 2

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𝑃2𝐴 = 1.44091 𝑏𝑎𝑟 ∗ 0.0904 = 0.130221083 𝑏𝑎𝑟

𝑃2𝐵 = 0.71398 𝑏𝑎𝑟 ∗ 0.9096 = 0.649458269 𝑏𝑎𝑟

𝑃𝑇2 = 0.130221083 𝑏𝑎𝑟 + 0.649458269 𝑏𝑎𝑟 = 0.779679352 𝑏𝑎𝑟 Frasco 3 𝑃3𝐴 = 1.34639 𝑏𝑎𝑟 ∗ 0.1734 = 0.233436986 𝑏𝑎𝑟

𝑃3𝐵 = 0.66079 𝑏𝑎𝑟 ∗ 0.8266 = 0.546218363 𝑏𝑎𝑟 𝑃𝑇3 = 0.233436986 𝑏𝑎𝑟 + 0.546218363 𝑏𝑎𝑟 = 0.779655349 𝑏𝑎𝑟 9. A partir de la ley de Raoult, calcular la temperatura de burbuja para cada composición. Para calcular la temperatura de saturación de vapor de las sustancias puras se utiliza la ecuación de Antoine: 𝑙𝑜𝑔10𝑃0 = 𝐴 −

𝐵 (𝑇 + 𝐶)

Por lo tanto: 𝑇=

𝐵 −𝐶 𝐴 − 𝑙𝑜𝑔10𝑃0

Dónde: 0.00133322 𝑏𝑎𝑟 P0 = 585 mmHg [ ] = 0.779934 𝑏𝑎𝑟 1 𝑚𝑚𝐻𝑔

➢ Metanol 𝑇=

1580.080 − 239.500 5.20277 − 𝑙𝑜𝑔10 (0.779934 𝑏𝑎𝑟) 𝑇 = 58.02694302 °𝐶

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➢ Isopropanol 𝑇=

1580.920 − 219.610 5.24268 − 𝑙𝑜𝑔10 (0.779934 𝑏𝑎𝑟) 𝑇 = 75.85469686 °𝐶

Para la temperatura de saturación de vapor de la mezcla binaria (Tsupuesta): 𝑇𝑠𝑎𝑡 = 𝑇1 ∗ 𝑥1 + 𝑇2 ∗ 𝑥2

➢ Frasco 2 𝑇𝑠𝑎𝑡 = (58.02694302 °𝐶 ∗ 0.0904) + (75.85469686 °𝐶 ∗ 0.9096) 𝑇𝑠𝑢𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑎 = 74.24353 °𝐶

➢ Frasco 3 𝑇𝑠𝑎𝑡 = (58.02694302 °𝐶 ∗ 0.1734 ) + (75.85469686 °𝐶 ∗ 0.8266 ) 𝑇𝑠𝑢𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑎 = 72.76372°𝐶 ➢ Frasco 4 𝑇𝑠𝑎𝑡 = (58.02694302 °𝐶 ∗ 0.2859 ) + (75.85469686 °𝐶 ∗ 0.7141 ) 𝑇𝑠𝑢𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑎 = 70.75720 °𝐶 Cálculo de la presión de saturación de la mezcla con la ecuación de Antoine: 𝑙𝑜𝑔10𝑃0 = 𝐴 −

𝐵 (𝑇 + 𝐶)

➢ Frasco 2 𝑙𝑜𝑔10𝑃0 = 5.20277 −

1580.080 (74.24353 °𝐶 + 239.500)

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0 = 100.16655 𝑃𝑚𝑒𝑡 0 = 1.46742 𝑏𝑎𝑟 𝑃𝑚𝑒𝑡

𝑙𝑜𝑔10𝑃0 = 5.24268 −

1580.920 (74.24353 °𝐶 + 219.610)

0 = 10−0.13728 𝑃𝑖𝑠𝑜𝑝𝑟𝑜𝑝 0 = 0.72899 𝑏𝑎𝑟 𝑃𝑖𝑠𝑜𝑝𝑟𝑜𝑝

➢ Frasco 3 𝑙𝑜𝑔10𝑃0 = 5.20277 −

1580.080 (72.76372 °𝐶 + 239.500)

0 = 100.14269 𝑃𝑚𝑒𝑡 0 𝑃𝑚𝑒𝑡 = 1.38895 𝑏𝑎𝑟

𝑙𝑜𝑔10𝑃0 = 5.24268 −

1580.920 (72.76372 °𝐶 + 219.610)

0 = 10−0.16451 𝑃𝑖𝑠𝑜𝑝𝑟𝑜𝑝 0 = 0.68469 𝑏𝑎𝑟 𝑃𝑖𝑠𝑜𝑝𝑟𝑜𝑝

➢ Frasco 4 𝑙𝑜𝑔10𝑃0 = 5.20277 −

1580.080 (70.75720 °𝐶 + 239.500)

0 = 100.10996 𝑃𝑚𝑒𝑡 0 = 1.28814 𝑏𝑎𝑟 𝑃𝑚𝑒𝑡

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𝑙𝑜𝑔10𝑃0 = 5.24268 −

1580.920 (70.75720 °𝐶 + 219.610)

0 = 10−0.20187 𝑃𝑖𝑠𝑜𝑝𝑟𝑜𝑝 0 = 0.62824 𝑏𝑎𝑟 𝑃𝑖𝑠𝑜𝑝𝑟𝑜𝑝

Con los valores obtenidos de presión, se evaluar la siguiente expresión de la ley de Raoult Para una composición binaria 𝑃2𝑠𝑎𝑡 𝑃1𝑠𝑎𝑡 ] ∗ 𝑥1 + [ ]] ∗ 𝑥2 = 1 [ 𝑃 𝑃 Frasco 2 1.55661 𝑏𝑎𝑟 0.77972 𝑏𝑎𝑟 ]] ∗ 0.9096 = 1.02025 ≠ 1 [ ] ∗ 0.0904 + [ 0.779934 𝑏𝑎𝑟 0.779934 𝑏𝑎𝑟 Frasco 3 [

0.68469 𝑏𝑎𝑟 1.38895 𝑏𝑎𝑟 ] ∗ 0.1734 + [ ]] ∗ 0.8266 = 1.03444 ≠ 1 0.779934 𝑏𝑎𝑟 0.779934 𝑏𝑎𝑟

Frasco 4 [

1.28814 𝑏𝑎𝑟 0.62824 𝑏𝑎𝑟 ]] ∗ 0.7141 = 1.04743 ≠ 1 ] ∗ 0.2859 + [ 0.779934 𝑏𝑎𝑟 0.779934 𝑏𝑎𝑟

Como se puede apreciar, bajo los valores que se evalúa la expresión matemática no cumple con la condición, por lo que, con el empleo de una herramienta de datos de Excel, Solve, se simula la iteración y se hace llegar el valor aproximado a uno por lo que se corrigen las temperaturas y con ello se encuentra el valor real de la temperatura de burbuja para los frascos. 9.1 Obtener Ycal para cada frasco 𝑌𝑐𝑎𝑙

𝑥1 ∗ 𝑃1° = 𝑃

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Frasco 2 𝑌2𝑐𝑎𝑙 =

0.0904 ∗ 1.44091 𝑏𝑎𝑟 = 0.166964298 0.779934 𝑏𝑎𝑟

𝑌3𝑐𝑎𝑙 =

0.1734 ∗ 1.34639 𝑏𝑎𝑟 = 0.299303628 0.779934 𝑏𝑎𝑟

𝑌4𝑐𝑎𝑙 =

0.2859 ∗ 1.23351 𝑏𝑎𝑟 = 0.452216589 0.779934 𝑏𝑎𝑟

Frasco 3

Frasco 4

Y para obtener la composición y2 cal solo basta hacer la operación 1-y1cal 12. Calcular la desviación entre la composición de la fase vapor experimental (y y la calculada (y 1cal) %𝐸 =

𝑦 1𝑐𝑎𝑙 − 𝑦 1𝑒𝑥𝑝 ∗ 100 𝑦 1𝑐𝑎𝑙

➢ Frasco 2 %𝐸 =

0.166964298 − 0.19844 ∗ 100 0.166964298 %𝐸 = 18.850 %

➢ Frasco 3 %𝐸 =

0.299303628 − 0.28634 ∗ 100 0.299303628 %𝐸 = 4.3312 %

➢ Frasco 4 %𝐸 =

0.452216589 − 0.45997 ∗ ...