Universidad Nacional Mayor de San Marcos - 2011
INDICE
1. INTRODUCCION
2
2. RESUMEN
3
3. PRINCIPIOS TEORICOS
4
4. DE DETALLES EXPERIMENTALES
7
5. TABULACION DE DATOS Y RESULTADOS
9
6. CALCULOS
12
7. ANALISIS Y DISCUCIION DE RESULTADOS
15
8. CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES
16
9. APENDICE 17 HOJA DE DATOS CUESTIONARIO GRAICOS
1!. BIBLIOGRAIA
Diagrama de Solubilidad
19
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INTRODUCCI ON E" #$"%&'( )*+)+* )$,$" '$" (-%'%&*%$" /()(*$0($" ,(",( #)$ ,( %")+ %%+,$ #$* (,%$ ,(' #*%%#%$ $$%,$ $$ R(0'+ ,( '+" +"(" $ (' +' ' (*$ ,( +*%+&'(" + -( "( (()*+ "$()%,$ (-%'%&*%$ /()(*$0($ +'-%(*+ -(,+ ,(%%,$ &+$ %(*)+" $,%%$(" (#(*%()+'(" ,(%%,+". E '$" +"$" ,( "%")(+" ,( )*(" $#$()(" "( $%(( %+* '+ )(#(*+)*+ : #*("%; +*%+,$ "$'+()( '+" $#$"%%$(" ,(' "%")(+< '+ +(*+ ,( *(#*("()+* (")( "%")(+ (" (,%+)( '+ )%'%=+%; ,( )*%+0'$ (-%'>)(*$ ,$,( +,+ $ ,( "" *)%(" %,%+ $ ,( '$" $#$()(" #*$" ( +,+ '+,$ "( '(( '+ $#$"%%; ,(' "%")(+ )(*+*%$.
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Diagrama de Solubilidad
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RESUMEN E' $&()$ #*%%#+' ,( (")+ #*>)%+ (" ,()(*%+* (' ,%+0*++ ,( +"(" + )(#(*+)*+ +&%()( #+*+ (' "%")(+ &)+$' >%,$ +)%$ +0+. L+ (='+ ,( (")$" )*(" '?-%,$" #(,( "(* /$$0(+" $ "(#+*+*"( ( ,$" +#+" @"$'%$(" )(*+*%+" $0+,+". E' ,%+0*++ ,( +"(" + )(#(*+)*+" : #*("%; %+" ,(' "%")(+ ,( )*(" $#$()(" &)+$' >%,$ +)%$ : +0+ "( *(+'%=+ (,%+)( ,%+0*++ ,( R$$=(&$$. L+ #*("()( #*>)%+ (#(*%()+' "( *(+'%=$ + $,%%$(" ,( '+&$*+)$*%$ ,( 2! C ,( )(#(*+)*+ 756 H0 ,( #*("%; +)$"*%+ : 9! ,( /(,+, *('+)%+. L+" *('+%$(" ,( "$'&%'%,+, ,( "%")(+ ,( )*(" $#$()(" "( *(#*("()+ >%'()( ( ,%+0*++ ,( )*%>0'$ (-%'>)(*$ @R(#*("()+%; R$$=(&$$ :+ -( ( ' "( #(,( #'$)(+* (' ,( +,+ $#$()( ( '+ %"+ ("+'+ $**("#$,%(,$ +,+ *)%( ,(' )*%>0'$ + '$" $#$()(" #*$" : +,+ '+,$ + "%")(+ ,( ,$" $#$()(" + )(#(*+)*+ : #*("%; $")+)(. L+ *('+%; ,( (-%'%&*%$ ,(%%,+ ()*( '+" $()*+%$(" ,( "$')$ ,%"(')$ ( "%")(+ $*+,$ #$* ,$" +"(" '?-%,+" $ %"%&'(" (" %0+' + '+ *('+%; ()*( "" "$'&%'%,+,(" *("#()%+"F C1C2 S1S2 ,$,( C1 : C2 "$ '+" $()*+%$(" ,(' "$')$ ( '$" ,%"$'()(" 1 : 2 *("#()%+()( S1 : S2 "$ "" "$'&%'%,+,(" *("#()%+"< (" '+ $")+)( ,( *(#+*)$ $ $(%%()( ,( #+*)%%;. E' #*$(,%%()$ (#(*%()+' + ''(+*"( + +&$ #+*+ '$0*+* #'%* '$" $&()%$" +)(*%$*()( #'+)(+,$" "( ,%%,( ( ,$" #+*)(" '+ #*%(*+ #+*)( ,( ,()(*%+%; ,( *+" ,( "$'&%'%,+, ,$,( "( #*(#+*+ '+" "$'%$(" ,( +%,$ +)%$ ( ,%(*()(" $()*+%$(" ( +0+ : &)+$' #+*+ '(0$ )%)'+*'$". L+ "(0,+ #+*)( ,( ,()(*%+%; ,( '?(+ ,( *(#+*)$ ,$,( +' $&%+* (' +0+ (' &)+$' : +%,$ +)%$ ( '+ #(*+ "( "(#+*+ '+" ,$" +"(" #+*+ '(0$ )%)'+*'$". L(0$ ,( /+&(* ,("+**$''+,$ (' (#(*%()$ : $ '$" ,+)$" )$+,$" "( /%%(*$ '$" >''$" *("#()%$" ,+,$ '$" "%0%()(" *("')+,$"F L+ ,("%,+, #+*+ (' +%,$ +)%$ (" ,( 1.!49 0L : #+*+ (' &)+$' (" !.8!9 0L. E' )%)'$ ,( '+ "$,+ ( 0*+$" (" ,( !.!64 0L : (' #$*()+( ( #("$ ,(' +%,$ +)%$ ( '+ +"( +$"+ (" ,( 9.84 : ( '+ +"( $*0+%+ 11.88. L+ $'"%; >" %#$*)( (" $#*$&+%; ,( '+ *('+%; "$'&%'%,+, ,(' +%,$ +)%$ )+)$ ( +0+ $$ ( &)+$'. U+ *($(,+%; + )$+* ( ()+ "(*?+ (' ,( )+#+* '+" "$'%; ,( +%,$ +)%$ #+*+ (%)+* '+ (+#$*+%; ,(' "$')$ :+ -( (" : $'>)%'.
Diagrama de Solubilidad
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PRINCIPIOS TEORICOS Solubilidad L+ "$'&%'%,+, (" + (,%,+ ,( '+ +#+%,+, ,( + ,()(*%+,+ "")+%+ #+*+ ,%"$'(*"( ( $)*+. P(,( (#*("+*"( ( $'(" #$* '%)*$ ( 0*+$" #$* '%)*$ $ ( #$*()+( ,( "$')$< ( +'0+" $,%%$(" '+ "$'&%'%,+, "( #(,( "$&*(#+"+* ,($%>,$"( + (")+" "$'%$(" "$&*("+)*+,+". E' )$,$ #*((*%,$ #+*+ /+(* -( (' "$')$ "( ,%"('+ ( (")+ '+"( ,( "$'%$(" (" +'()+* '+ (")*+. L+ "")+%+ -( "( ,%"('( "( ,($%+ "$')$ : '+ "")+%+ ,$,( "( ,%"('( (' "$')$ "( ''++ "$'()(. N$ )$,+" '+" "")+%+" "( ,%"('( ( %"$ "$'()( #$* ((#'$ ( (' +0+ "( ,%"('( (' +'$/$' : '+ "+'. E' +(%)( : '+ 0+"$'%+ $ "( ,%"('(. E '+ "$'&%'%,+, (' +*>)(* #$'+* $ +#$'+* ,( '+ "")+%+ %':( /$ :+ -( ,(&%,$ + (")( +*>)(* '+ "")+%+ "(*> >" $ ($" "$'&'(< #$* ((#'$ '$" $#(")$" $ >" ,( 0*#$ %$+' #*("()+ 0*+ #$'+*%,+, #$* '$ -( $ "$ "$'&'(" ( )(* ()?'%$. E)$(" #+*+ -( "(+ "$'&'( ( )(* ()?'%$ /+ ,( )((* ("+"+ #$'+*%,+, (" ,(%* $ /+ ,( )((* >" ,( 0*#$ #$'+* (' $#(")$. L$" $#(")$" $ ($* "$'&%'%,+, "$ '$" -( #*("()+ ($* *(+)%%,+, $$ "$F '+" #+*+%+" $#(")$" +*$>)%$" : '$" ,(*%+,$" /+'$0(+,$". E' )*%$ "$'&%'%,+, "( )%'%=+ )+)$ #+*+ ,("%0+* +' (;($ +'%)+)%$ ,(' #*$("$ ,( ,%"$'%; $$ #+*+ (#*("+* +)%)+)%+()( '+ $()*+%; ,( '+" "$'%$(". L+ "$'&%'%,+, ,( + "")+%+ ,(#(,( ,( '+ +)*+'(=+ ,(' ,%"$'()( : ,(' "$')$ +"? $$ ,( '+ )(#(*+)*+ : '+ #*("%; ,(' "%")(+ (" ,(%* ,( '+ )(,(%+ ,(' "%")(+ + +'+=+* (' +'$* >%$ ,( ()*$#?+. A' #*$("$ ,( %)(*+%; ()*( '+" $''+" ,(' ,%"$'()( : '+" #+*)?'+" ,(' "$')$ #+*+ $*+* +0*(0+,$" "( '( ''++ "$'+)+%; : "% (' "$'()( (" +0+ /%,*+)+%;. Factores que afectan la solubilidad
Temperatura E 0((*+' #(,( ,(%*"( -( + +:$* )(#(*+)*+ +:$* "$'&%'%,+,. A"? (" *(()( "+* (' (()$ ,( '+ )(#(*+)*+ #+*+ $&)((* "$'%$(" "$&*("+)*+,+". S% (&*+0$ (")+ *(0'+ $ "( #'( ( )$,+" '+" "%)+%$(". Diagrama de Solubilidad
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Presión L+ #*("%; $ +()+ ,(+"%+,$ '+" "$'&%'%,+,(" ,( ";'%,$" : '?-%,$" %()*+" -( )%(( (()$ ,()(*%+)( ( '+" ,( '$" 0+"(". U +()$ ( '+ #*("%; #*$,( +()$ ( '+ "$'&%'%,+, ,( 0+"(" ( '?-%,$". E")+ *('+%; (" ,( #*$#$*%$+'%,+, ,%*()+. P$* ((#'$ +,$ "( ,(")+#+ + 0+"($"+ '+ #*("%; ,%"%:( #$* '$ 0((*+' (' 0+" +*&;%$ ,%"(')$ ( (''+ ("+#+ ( $*+ ,( #(-(+" &*&+"
Estado de subdivisión E")( +)$* )%(( ("#(%+' %#$*)+%+ ( '+ ,%"$'%; ,( "")+%+" ";'%,+" ( "$'()( '?-%,$" :+ -( +,$ >" %+()( ,%%,%,$ "( (()*( (' "$'%,; +:$* "#(*%%( ,( $)+)$ (%")%*> ()*( '+" $''+" ,(' "$')$ : (' "$'()(. C$ (''$ "( +()+ '+ (%%(%+ ,( '+ "$'+)+%;. E" #$* ("$ -( ( +'0+" "%)+%$(" '+ )*%)*+%; ,( '$" "$')$" +%'%)+ &+")+)( ' + ,%"$'%;
Curvas de Solubilidad E' $(%%()( ,( "$'&%'%,+, (" $(%%()( -( "( +"$%+ + +,+ ('(()$ $ $#(")$ ( *('+%; $ $)*$ : -( $" (")*+ +'$* -( (")> ( $" +*($" ()*( '$" -( #$,($" $&"(*+* '+ "$'&%'%,+,. E' $(%%()( ,( "$'&%'%,+, ,(#(,( ,( '+ )(#(*+)*+ ,( '+ +)*+'(=+ ,(' "$')$ ,( '+ +)*+'(=+ ,(' ,%"$'()( : ,( '+ #*("%;. P+*+ (' +"$ ,( ";'%,$ ,%"(')$ '+ %'(%+ ,( '+ #*("%; ( : #(-(+. A' ('(+* '+ )(#(*+)*+ (' $(%%()( ,( "$'&%'%,+, +()+ "% (' (;($ ,( ,%"$'%; + )(#(*+)*+ $")+)( (" (,$)*%$ @(" (' +"$ >" *(()+ : ,%"%:( ( +"$ $)*+*%$. L$" *("')+,$" "( )*+,( ( '+" ''++,+" curvas de solubilidad -( "$ *(#*("()+%$(" 0*>%+" ,( '+ "$'&%'%,+, ,( "$')$ ( %; ,( '+ )(#(*+)*+.
Diagrama de Solubilidad
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Diagramas de Solubilidad E' "%")(+ ,( )*(" $#$()(" @A B C -( "( + + ("),%+* (" ,(' )%#$ I (" ,(%* ,$" $#$()(" @A : B "$ #*>)%+()( %%"%&'(" %()*+" -( (' $)*$ $#$()( C (" %"%&'( ( )$,+" #*$#$*%$(" $ A : $ B. S% *(#*("()+$" '$" ,+)$" ,( (-%'%&*%$ '?-%,$'?-%,$ + )(#(*+)*+ $")+)( #+*+ "%")(+ ,( (")( )%#$ ( ,%+0*++ )*%+0'+* $&)(($" + 0*>%+ "%%'+* + '+ -( "( *(#*("()+ ( '+ %0*+. U+ (='+ ,( A : B (")+*> $*+,+ #$* ,$" +"(" + ("(%+'()( ,( A #*$ : '+ $)*+ ("(%+'()( ,( B #*$. L+" +)%,+,(" *('+)%+" ,( '+" ,$" +"(" ,(#(,( ,( '+" +)%,+,(" ,( &(($ : ,( +0+ %%%+'(". S% "( ++,( + (")+ (='+ + #(-(+ +)%,+, ,( C ")( "( ,%")*%&:( ()*( '+" ,$" +"(" +,(>" "( (()*+ -( "( /+ ,%"(')$ +'0$ ,( A ( '+ +"( *%+ ( B : +'0$ ,( B ( '+ +"( *%+ ( A. L+" $#$"%%$(" ,( '+" ,$" +"(" *("')+)(" ( (-%'%&*%$ (")+&'(%,+" #$* #*$(,%%()$" ++'?)%$" +,(+,$" "( /+''+ ( #)$" "((+)(" + '$" "(+'+,$" $$ a : b ,( '+ %0*+ 1. L+ '?(+ -( ( (")$" ,$" #)$" "( ''++ '?(+ ,( *(#+*)$. E")+ '?(+ $ (" (("+*%+()( #+*+'('+ + '+ &+"(. S% "( ++,( >" C '+" ,$" +"(" '?-%,+" +&%+ ,( $#$"%%; @#)$" c : d. L+ '?(+ -( ( (")$" ,$" #)$" (" $)*+ *()+ ,( *(#+*)$ @$ (" #+*+'('+ + '+ +)(*%$*. A (,%,+ -( "( ++,( C '+" $#$"%%$(" ,( '+" ,$" +"(" '?-%,+" "( /+( >" "((+)(". S% (&+*0$ '+ +*+)(*?")%+ >" "%0%%+)%+ ,(' #*$("$ (" -( '+ +)%,+, ,( + ,( '+" +"(" "( /+( +,+ (= +:$* : '+ $)*+ +,+ (= ($* /+")+ -( + ,( (''+" ,("+#+*((. L+" $#$"%%$(" ( #$*()+(" "( /+''+ "$&*( + *+ ''++,+ *+ ,( "$'&%'%,+, $ &%$,+' $$ "( (")*+ ( '+ %0*+ 1. U+ (='+ +'-%(*+ ,()*$ ,(' >*(+ &+$ '+ *+ "( + + "(#+*+* ( ,$" +"(" '?-%,+" : +'-%(* (='+ ,(' >*(+ ()(*%$* $*+*> + "$'+ +"( '?-%,+. L+ #$"%%; ,( '+ *+ +&%+ $ '+ )(#(*+)*+. A (,%,+ -( (' #$*()+( ,( C "( /+( +:$* '+" $#$"%%$(" ,( '+" ,$" +"(" "( +#*$%+ : '+" '?(+" ,( *(#+*)$ "( /+( >" #(-(+". L+" $#$"%%$(" ,( '+" ,$" +"(" "( /+( %0+'(" ( #)$ ,($%+,$ #)$ ,( ,$&'(" $ #)$ *?)%$.
Diagrama de Solubilidad
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DETALLES EXPERIMENTALES MATERIALES Y REACTI!S •
•
M+)(*%+'("F 8 (*'((:(*" ,( 125 L $ )+#; 3 (*'((:(*" ,( 1!! L $ )+#; 4 &*()+" ,( 25 L 4 +"$" ,( 1!! L 1 #(*+ ,( ,(+)+%; ,$" )&$" (,%+$" $ )+#; #%#()+" $')*%+" ,( 1 : 5 L #%#()+" ,( 1 5 : 1! L 0*+,%''+. R(+)%$"F &)+$' >%,$ +)%$ "$'%; ,( N+OH K 1N ($')+'(%+.
PR!CEDIMIE"T! E#PERIME"TAL Determinación De La Curva De Solubilidad
P*%(*$ "( '+; : "( "(+*$ ( '+ (")+ )$,$ (' +)(*%+' ,( %,*%$. L(0$ ( 4 (*'((:(*" ,( 125 L "( #*(#+*; 1! L ,( "$'%$(" -( $)(?+ 1! 15 2! : 25 ( $'( ,( >%,$ +)%$ ( +0+ +)(%(,$ )+#+,$ '$" (*'((:(*" '(0$ ,( +,+ +,%%;. S( )$+*$ '+" )(#(*+)*+" %%%+'(" ,( +,+ $#$()( #*$. Y #$* $)*$ '+,$ "( #*(#+*; ( 4 (*'((:(" ,( 125 L "( #*(#+*; 1! L ,( "$'%$(" ,( 1! 2! 3! : Diagrama de Solubilidad
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Valoración De Solución NaOH ≈ 1N
P*%(*$ "( #("; (*'((:(* +?$ ,( 1!! L $ )+#; : "($ '(0$ "( ++,%; 1 L ,( >%,$ +)%$ "( )+#; : "( $'%; + #("+*. P$* ')%$ "( )%)'; (' >%,$ $ '+ "$'%; ,( N+OH "( "; '+ ($')+'(%+ $$ %,%+,$*.
Determinación de la Línea de e!arto
P*%(*$ "( #*(#+*; ( '+ #(*+ ,( ,(+)+%; 2! L ,( + (='+ -( $)(?+ 1! ,( >%,$ +)%$ 45 ,( &)+$' : 45 ,( +0+ : "( #*$(,%; + +0%)+* (*)(()( '+ (='+ : "( ,(; "(#+*+* '+" ,$" +"(" '+ +"( $*0>%+ ( '+ #+*)( "#(*%$* : '+ +"( %$*0>%+ ( '+ #+*)( %(*%$*. L(0$ "( #("; ,$" (*'((:(*" "($" $ " *("#()%$ )+#;. S( *(%&%; ( ,$" )&$" ,( ("+:$ '+" ,$" +"(" #$* "(#+*+,$ : "( )+#+*$ '(0$ "( %,%; $ '+" #%#()+" $')*%+" +,+ (")*+ : "( $'$+*$ ( +,+ (*'((:(* : "( ''(; + #("+* #*(%+()( )+#+,$. P$* ')%$ "( )%)'+*$ +&+" (")*+" $ '+ "$'%; +'$*+,+ ,( N+OH "+,$ %,%+,$* ($')+'(%+ /+")+ $'$*+%; 0*$"(''+.
Diagrama de Solubilidad
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TABULACION DE DATOS Y RESULTADOS $% Condiciones de laboratorio
Tabla "&$ Condiciones de laboratorio
Presión 'mm(g) +,-
Temperatura'&C) ./%,
*(R 0-
.% Datos teóricos Tabla "&. Propiedades de las sustancias usadas en la e1periencia
Sustancia
Densidad 'g2cm3) a ./&C
Coe4% De e1p% Cubic '1$/53)
Ac% Ac6tico'C.(7!.) n5butanol'C3(+!()
$%/70 /%8/0
$%/+$ /%0,-
Diagrama de Solubilidad
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3% Datos e1perimentales Tabla "&3 Datos obtenidos al titular una solución de C .(7!. en agua con C 3(+!( T 9 ..&C
*vol'C.(7!.)
ol 'C.(7!.)'mL)
ol'(.!)'mL)
ol gastado de 'C7(0!()'mL)
$/* $,*
$ $%,
0 8%,
$ $%,
./*
.
8
3%,
.,*
.%,
+%,
-%$
Tabla "&7 Datos obtenidos al titular una solución de C .(7!. en C3(+!( con agua
*vol'C.(7!.) $/* $,* ./* .,*
Diagrama de Solubilidad
ol 'C.(7!.) 'mL) $ $%, . .%,
ol'C7(0!() 'mL) 0 8%, 8 +%,
ol gastado de '(.!) 'mL) .%. .%, 0%$ $0%3
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Tabla "&, Datos obtenidos al valorar la solución de "a!(
:'ac% ac6tico) $%/+.,
ol gastado $-%+
Tabla "&ol ; : de las 4ases separadas en el punto 7 de la e1periencia
ol% gastado de "a!( +%7mL 8%0mL
: solución 7%8$+, 7%+088
CALCULOS Diagrama de Solubilidad
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Universidad Nacional Mayor de San Marcos - 2011 (allaremos las densidades de las sustancias puras a las temperaturas correspondientes para ello >aremos uso de la siguiente ecuación?
T 0
T x A
ρ =
ρ A 1
− β ( T −T x ) 0
R((#'+=+,$ '$" ,+)$" )(;*%$" ,( '+ )+&'+ N1
•
P+*+ (' A. A)%$
/
1.049 g mL −3 1.071 x 1 0 20 °C
21 ° C
ρac =
1
−
(
−21 °C )
21 ° C
ρac =¿ 1.!490L
•
P+*+ (' &)+$'
20.5
ρn−¿ =
/ mL 1 −0.956 ( 20 ° C − 20.5 ° C )
0.804 g
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ρ n−¿ =0.809
g mL
@tiliando calcularemos el * en peso de cada una de las sustancias de la solución ternaria ; las ubicaremos en la siguiente tabla
$ . 3 7 , + 8
*:'ac *:'n5 *:'agua) ac6tico) but) *: para los datos de la tabla "&3 0%-8* +%7-* 8.%8-* $$%.+* $/%++* +,%.+* $.%0.* .$%03* -$%83* $,%/,* 3.%8$* 70%+-* *: para los datos de la tabla "&7 0%0+* -0%$+* ./%8-* $8%0-* ,8%70* ..%,,* $+%,0* 3$%-,* ,/%+-* $7%8$* $+%$7* -8%/,*
Determinando el tBtulo de la soda en g'ac)2mL
T =
g 16.7 mL
1.0725
T !.!64 0L
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Determinando la composición global de la mecla preparada para >allar la lBnea de reparto Tabla "&8 Datos de la solución preparada para >allar la lBnea de reparto
Sustancia Ac ac6tico n5butanol agua
*vol
ol'mL)
'g2mL)
*:
7,*
.mL
$%/70
$$%7*
7,* $/*
0 mL 0 mL
/%8/0 $
30%,* 70%$*
Calculando los *: del ac ac6tico para cada una de las 4ases @sando el tBtulo de la soda ; los datos de la tabla "&-?
P+*+ '+ +"( +$"+F $' 0+")+,$F 7.4L "$'F 4.8175 W g = ac 16.7 mL 7.4 mL
1.0725
W ac =0.474 g
W ac=
0.474 4.8175
∗100
W ac= 9.84
P+*+ '+ +"( $*0>%+F $' 0+")+,$F 8.9L "$'4.7988 W g = ac 16.7 mL 8.9 mL
1.0725
W ac =0.570 g W ac=
0.570 4.7988
∗100
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2. Describa tres procesos uBmicos a nivel industrial donde tiene aplicación los criterios del diagrama de solubilidad .
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