Informe 10 Fisicoquímica a II

INFORME: 10 - REGLA DE FASES FISICOQUÍMICA A - II

LABORATORIO DE

Contenido I.

RESUMEN.................... ............................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ............... .... 2

II. INTRODUCCIÓN..................... ................................ ...................... ..................... ..................... ..................... .........................3 ...............3 III. III. FUND FUNDAM AMEN ENTO TO TEÓR TEÓRIC ICO O............................................................................4 ............................... ..................... ..................... ......................................... .............................. 4 III.I. Regla de fases de Gibbs .................... .............................. ..................... ...................... ........................... ................ 5 Sistema P-dicl!be"ce" #P-"aftale" #P.................... ................................ ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ............................... ..................... 5 C"stit$%e"te&.....................

Cm'"e"te (de $" sistema)&.................... ............................... ..................... ..................... ............................................. .................................. 5 Fase&..................... ................................ ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ...................... ............5 5 G!ad de libe!tad ( *a!ia"+a)&....................................................................................6 ............................... ..................... ..................... ..................... ................. ...... 6 I,. I,. DETA DETAES EPERIMEN EPERIMENTA TAES ES.....................

I,.I MATERIAES&..................... ................................ ..................... ..................... ..................... ..................... .............................. ................... 6 I,.II I,.II REACTI,OS& RE ACTI,OS& .................... ............................... ..................... ..................... ..................... ..................... ...................... ..................... .......... 7 I,.II PROCEDIMIENTO EPERIMENTA..............................................................7 I,. I,.II.I. Dete!mi"aci/" del diag!ama de fases&..................................................................7 ................................ ..................... ........................7 .............7 I,. I,.II.II. Dete!mi"aci/" de las c$!*as de e"f!iamie"t&......................

,. TA0UACIÓN TA0UACIÓN DE DAT DATOS OS 1 RESUT RESUTAD ADOS OS EPERIMENT EPERIMENTAES AES.........................7 ,I. E2EMP E2EMPOS OS DE C3CU C3CUOS OS..................... ............................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..........10 10 ,II. AN3ISIS 1 DISCUSIÓN DE RESUT RESUTADO ADOS S ..................................................15 ................................ ...............................15 ....................15 ,III.CONCUSIONES 1 RECOMENDACIONES ..................... ................................ ..................... ..................... ..................... ..................... .................................... ......................... 15 C"cl$si"es&.....................

Recme"daci"es&..................... ............................... ..................... ...................... ..................... ........................................ .............................. 15 I. I. 0I0 0I0IO IOGR GRA AF4A F4A..................... ................................ ..................... ..................... .............................................. ................................... 16 ............................... ..................... ..................... ..................... ...................... ..................... ........................ .............. 16 . ANEOS.....................

I.

R ES UME N

INFORME 10 - REGLA DE FASES FISICOQUÍMICA A - II

LABORATORIO DE

El b5eti* del e6'e!ime"t es la dete!mi"aci/" e6'e!ime"tal del diag!ama de fases % la c$!*a de e"f!iamie"t de $"a me+cla bi"a!ia c$%s cm'"e"tes " se cmbi"a" 7$8micame"te9 :stas " s" sl$bles e" estad s/lid9 si" emba!g s" sl$bles e" estad l87$id. Pa!a la c$al las c"dici"es del lab!at!i lab!at!i f$e!" $"a '!esi/" '!esi/" atmsf:!ica atmsf:!ica P(mm;g) P(mm;g) <=>9 tem'e!at$!a tem'e!at$!a de T ?(C) @C? % B$medad ;R  . Se a!m/ el e7$i' *l$m:t!ic c"stit$id '! *ass lle"s de ag$a $" te!m/met! % $" agitad! % $"s t$bs 7$e c"te"8a" de"t! de ells ls cm'"e"tes '$!s % de las me+clas de "aftale" C 10 H 8 ( A )

% '-dicl!be"ce"

B p−C 6 H 4 Cl 2 ¿

) e" dife!e"te cm'sici/"9 c" ests dats se

!eali+a el diag!ama de fases a dete!mi"a! 9 se cale"t/ ls *ass de"t! de $"a cam'a"a e6t!act!a c" ls t$bs '$!s % de las me+clas Basta llega! a @   C '! e"cima de s$ tem'e!at$!a de c!istali+aci/" cm '!ime!a 'a!te del e6'e!ime"t 7$e f$e la dete!mi"aci/" del diag!ama de fases % 'ste!i!me"te la dete!mi"aci/" de las c$!*as de e"f!iamie"t c" ests dats bte"ids se !eali+a el diag!ama de fases 'a!a el sistema9 (Tem'e!at$!a (Tem'e!at$!a *s. f!acci/" mla!) c" el fi" de bte"e! el '$"t e$t:ctic del sistema9 c"f!mad e" este cas '! $"a tem'e!at$!a de .=HC de d"de se bt$* $" '!ce"ta5e de e!!! de .=@ '! defect % $"a cm'sici/" de ?.>

C 10 H 8

de 1 ?.>

'a!a p−C H Cl e" la c$al se bt$* $" '!ce"ta5e de e!!! de ?.@ '! e6ces % =.= 6

4

2

'! defect9 $eg se Balla la tem'e!at$!a de c!istali+aci/" de $" cm'"e"te '$! % $"a de las me+clas9 tma"d el tiem' cada ?s Basta c!istali+a! las sl$ci"esJ c" ests dats se g!afica" las c$!*as de e"f!iamie"t 'a!a cada cas .Asimism9 se calc$la el cal! late"te de f$si/" de cada cm'"e"te '$!9 =><.@ calKml 'a!a el C 10 H 8 % =?.=@ calKml 'a!a el p−C H Cl J 6

4

2

ce!ca"s tambi:" a ls *al!es te/!ics (=><.@ % =.@ calKml !es'ecti*ame"te)9 e"t"ces9 el '!ce"ta5e de e!!! bte"id es ba59 de ?.??@ '! e6ces % ?.?< '! defect !es'ecti*ame"te. Fi"alme"te 'dems c"cl$i! 7$e al ag!ega! $" sl*e"te a $" dete!mi"ad sl$t se bse!*a $" desce"s e" s$ '$"t de c"gelaci/". 1 se !ecmie"da te"e! m$cB c$idad al mme"t de la agitaci/" '!7$e ademLs de ma"te"e!la c"sta"te Ba% 7$e se! m$% c$idads e" " Bace!l c" m$cBa f$e!+a '! 7$e ls t$bs d"de estL" las m$est!as s" m$% delicads % se !m'e" fLcilme"te. Obse!*a"d ls e!!!es '!ce"t$ales 'dems c"cl$i! 7$e ls m:tds $tili+ads e" esta e6'e!ie"cia s" adec$ads %a 7$e "s 'e!mitie!" ace!ca!"s a ls dats te/!ics.

UNMSM – FQIQ ACAD DE FISICOQUÍMICA

DPTO 16


II.

LABORATORIO DE

INTRODUCCIÓN

El est$di de ls e7$ilib!is Bete!g:"es9 la ce6iste"cia de dife!e"tes fase e" e7$ilib!i9 se efecta" i"te!'!eta"d s$s '!'iedades a 'a!ti! de s$ cm'!tamie"t mlec$la!9 ests Ba" sid est$diads c" m:tds 'a!tic$la!es 'a!a cada e7$ilib!i $sa"d dife!e"tes ec$aci"es cm la de Ra$lt9 la de ;e"!% e"t!e t!as. El c"cimie"t del cm'!tamie"t de s/lids % l87$ids es m$% i"cm'let 'a!a 'e!miti! la e6'licaci/" mlec$la! de ls e7$ilib!is Bete!g:"es 9si" emba!g es 'sible t!ata!ls desde $" '$"t de *ista $"ificad '! medi de la !egla de fases c" el c$al el "me! de *a!iables 7$e se e"c$e"t!a smetid e" e7$ilib!i Bete!g:"e 7$e da defi"id ba5 cie!tas c"dici"es e6'e!ime"tales. a !egla de fases fi5a el "me! de *a!iables i"de'e"die"tes e" f!ma a!bit!a!ia c" la fi"alidad de desc!ibi! la c"dici/" de la fase. s e7$ilib!is s/lid-l87$ids s" m$% im'!ta"tes '! s$ c"e6i/" c" ls '!blemas de c!istali+aci/" ca!acte!i+L"dse '! la a$se"cia de la fase gasesa l 7$e c"lle*a a 7$e !es$lte" 'c afectads '! lige!s cambis de '!esi/". s diag!amas de fases se $tili+a" am'liame"te '!7$e e" ells es mLs fLcil e"te"de! el cm'!tamie"t de $" sistema e" e7$ilib!i. Pe! ademLs9 ests diag!amas tambi:" se $tili+a" 'a!a !e'!ese"ta! '!cess % !eali+a! bala"ces de mate!ia. a !e'!ese"taci/" de $"a me+cla e" $" diag!ama 'e!mite fLcilme"te dete!mi"a! si :sta se e"c$e"t!a e" e7$ilib!i de fase  " %9 e" cas de se! afi!mati*9 c$Lles s" s$s fases e" e7$ilib!i9 las cm'sici"es de esas fases % las ca"tidades !elati*as de cada $"a de ellas. s diag!amas de fases 'see" $" c"side!able i"te!:s cme!cial9 e" 'a!tic$la! '!a ls semic"d$ct!es9 ce!Lmicas9 ace!s % aleaci"es. S" tambi:" la base de ls m:tds de se'a!aci/" $tili+ads e" la i"d$st!ia del 'et!/le % de las f!m$laci"es de '!e'a!ads de ls alime"ts % csm:tics.


DPTO 16


LABORATORIO DE

III. FUNDAMENTO TEÓRICO

III.I. Regla de fases de Gibbs E" <= 2. illaid Gibbs !elaci"/ t!es *a!iables& fases (P)9 cm'"e"tes (C)9 % g!ads de libe!tas  *a!ia"+a (F) 'a!a sistemas de *a!is cm'"e"tes e" e7$ilib!i. El "me! de g!ads de libe!tad se dete!mi"a '! la !egla de las fases9 si % sl si el e7$ilib!i e"t!e las fases " estL i"fl$e"ciad '! la g!a*edad9 f$e!+as el:ct!icas  mag":ticas % sl se afecta '! la tem'e!at$!a9 '!esi/" % c"ce"t!aci/". s llamads Diag!amas de Fase !e'!ese"ta" ese"cialme"te $"a e6'!esi/" g!Lfica de la Regla de las Fases9 la c$al 'e!mite calc$la! el "me! de fases 7$e '$ede" ce6isti! e" e7$ilib!i e" c$al7$ie! sistema9 % s$ e6'!esi/" matemLtica estL dada '!& P Q F  C Q @  () D"de& C  "me! de cm'"e"tes del sistema P  "me! de fases '!ese"tes e" el e7$ilib!i F  "me! de g!ads de libe!tad del sistema (*a!iables& '!esi/"9 tem'e!at$!a9 cm'sici/") Pa!a est$dia! !elaci"es de '$"ts de f$si/" de $" sistema bi"a!i9 se c"side!a 7$e la '!esi/" es c"sta"te % 7$e el sistema es c"de"sad. Pa!a $" sistema de ds cm'"e"tes de este ti'9 la !egla de fases se !ed$ce a& P Q F  C Q   (@) P! l ta"t c$a"d e6iste"  fases9 la tem'e!at$!a debe se! c"sta"te % si ce6iste" @ fases Bab!L  g!ad de libe!tad. Si la disl$ci/" estL e" e7$ilib!i c" el disl*e"te s/lid '$!9 se debe satisface! la sig$ie"te !elaci/"& µdisolución = µ sólido() a !elaci/" e"t!e la sl$bilidad % '$"t de c"gelaci/" de $" cm'"e"te e" $"a me+cla bi"a!ia estL dada '!& Rec!dems 7$e µdisolución se !efie!e al 'te"cial 7$8mic del disl*e"te e" la disl$ci/"9 %  sólido se !efie!e al 'te"cial 7$8mic del disl*e"te '$! e" f!ma s/lida. A 'a!ti! de la ec$aci/" . disolución(i) (i) Q RT l" x(i) () UNMSM – FQIQ ACAD DE FISICOQUÍMICA

DPTO 16


LABORATORIO DE

'dems e6'!esa! e" t:!mi"s del 'te"cial 7$8mic del disl*e"te '$! % s$ c"ce"t!aci/" % !eesc!ibims la Ec$aci/" () e" la f!ma. µdisolución Q RT l" 6disolución  µ sólido(=) Esta ec$aci/" se '$ede !esl*e! 'a!a ln x : µsólido −µdisolvent ln x disolución= …(6) disolv

R . T

a dife!e"cia de ls 'te"ciales 7$8mics es µ sólido− µdisolvent = ΔGfusion de f!ma 7$e ln x disolución=

ΔGfusion R . T

…(7)

Sistema P-dicl!be"ce" #P-"aftale" #P Pa!a este sistema se tie"e la *a!iaci/" del cal! late"te de f$si/" seg" la tem'e!at$!a absl$ta T9 'a!a ls cm'"e"tes '$!s estL dada '! las sig$ie"tes ec$aci"es.

P-C6H4 Cl2: ΔH=-10250+94,07.T-0,1511T 2cal!"l …(#) C10H#: ΔH=4265-26,31.T+0,1525T 2cal!"l … (9)

Fig.?& diag!ama Sistema Pdicl!be"ce" #P-"aftale" #P

Reem'la+a"d cada $"a de las ec$aci"es () % () e" (<)se btie"e" las ec$aci"es (?) % ()9 media"te las c$ales se calc$la la f!acci/" mla! del sistema e" c$al7$ie! '$"t. P-C!"# C$%: log x B=

2239,9 + 47,343 logT −0,0332 T −115,0924 … (10) T

C10"&: log x B=

−932,03

T

−5

−13,241 logT + 0,0332 T −2,3382.10

2

T + 27,5264

… (11)

C"stit$%e"te& Es c$al7$ie! es'ecie 7$8mica ($" i/"  ml:c$la) 7$e estL '!ese"te e" el sistema. UNMSM – FQIQ ACAD DE FISICOQUÍMICA

DPTO 16


LABORATORIO DE

Cm'"e"te (de $" sistema)& Es $" c"stit$%e"te de $" sistema 7$8micame"te i"de'e"die"teme"te9 el "me! de cm'"e"tes (C) es el "me! m8"im de es'ecies i"de'e"die"tes 'a!a defi"i! la cm'sici/" de tdas las fases '!ese"tes e" el sistema.

Fase& Es $"a f!ma de la mate!ia 7$e '!ese"ta la misma cm'sici/" 7$8mica % el mism estad f8sic e" tds s$s '$"ts (la f!ase es de Gibbs) de ma"e!a ge"e!al 'dems deci! e"t"ces 7$e fase es c$al7$ie! f!acci/"9 i"cl$%e"d la ttalidad9 de $" sistema 7$e es f8sicame"te Bmg:"e e" s8 mism % $"id '! $"a s$'e!ficie 7$e es mecL"icame"te se'a!able de c$al7$ie! t!a f!acci/". U"a f!acci/" se'a!able '$ede " f!ma! $" c$e!' c"ti"$9 cm '! e5em'l $" l87$id dis'e!sad e" t!. - U" sistema cm'$est '! $"a fase es Bmg:"e - U" sistema cm'$est '! *a!ias fases es Bete!g:"e Pa!a ls efects de la !egla de las fases9 cada fase se c"side!a Bmg:"ea e" ls e7$ilib!is Bete!g:"es.

G!ad de libe!tad ( *a!ia"+a)& Es el "me! de *a!iables i"te"si*as 7$e '$ede" se! alte!adas i"de'e"die"teme"te % a!bit!a!iame"te si" '!*ca! la desa'a!ici/"  f!maci/" de $"a "$e*a fase. ,a!iables i"te"si*as s" a7$ellas i"de'e"die"tes de la masa& '!esi/"9 tem'e!at$!a % cm'sici/". Tambi:" se defi"e c" el "me! de fact!es *a!iables. F? i"dica i"*a!ia"te F $"i*a!ia"te F@ bi*a!ia"te a !egla de las fases se a'lica s/l a estads de e7$ilib!is de $" sistema % !e7$ie!e& .- E7$ilib!i Bmg:"e e" cada fase @.- E7$ilib!i Bete!g:"e e"t!e las fases ce6iste"tes a !egla de las fases " de'e"de de la "at$!ale+a % ca"tidad de cm'"e"tes  fases '!ese"tes9 si" 7$e de'e"de s/l del "me!. AdemLs " da i"f!maci/" c" !es'ect a la *elcidad de !eacci/". El "me! de cm'"e"tes mLs ds (CQ@)9 !e'!ese"ta el "me! mL6im de fases 7$e '$ede" ce6isti! al e7$ilib!i9 d"de ls g!ads de libe!tad (F) " '$ede" se! i"fe!i!es a ce! (a c"dici"es i"*a!ia"tes). UNMSM – FQIQ ACAD DE FISICOQUÍMICA

DPTO 16


I,.

LABORATORIO DE

DETAES EPERIMENTAES

I,.I MATERIAES&      

 t$bs de '!$eba g!a"des U" agitad! 'e7$eV % $" g!a"de U" te!m/met! de -? a ? C ,ass de ?? % >?? m Re5illa Cci"illa

I,.II REACTI,OS&  Naftale" #P  '-dicl!be"ce" #P Wstas se e"c$e"t!a" f!ma"d $" set de  m$est!as '!e'a!adas.

I,.II PROCEDIMIENTO EPERIMENTA I,.II.I. Dete!mi"aci/" del diag!ama de fases& •

i"icialme"te la*ams ls *ass % ls agitad!es9 e" el *as de >?? m se cale"t/ ag$a de caV Basta ce!ca de la tem'e!at$!a de eb$llici/" (=- C)9 seg$idame"te se s$me!gi/ $" t$b N ?9?@9? % ? desta'a"d lige!ame"te si" !eti!a! ls ta'"es de c!cB l$eg se lle*/ a e"f!ia! le"tame"te e" la cam'a"a e6t!act!a de gases Basta llega! a $"s  C ma%! 7$e s$ tem'e!at$!a de c!istali+aci/" de cada t$b e" d"de se i"t!d$5 ls agitad!es 'e7$eV c" el te!m/met! de"t! % g!a"de c" $" te!m/met! de g!ad9 de"t! % al!eded! del t$b !es'ecti*ame"te. Te"ie"d e" c$e"ta 7$e la m$est!a % el baV de ag$a " debe" dife!i! de @- C9 c" agitaci/" c"sta"te se de5/ e"f!ia! Basta bte"e! la tem'e!at$!a de c!istali+aci/" la c$al se !ec"ci/ c" la bse!*aci/" de $"a esca!cBa al i"te!i! del t$b.

I,.II.II. Dete!mi"aci/" de las c$!*as de e"f!iamie"t& UNMSM – FQIQ ACAD DE FISICOQUÍMICA

DPTO 16

INFORME 10 - REGLA DE FASES FISICOQUÍMICA A - II •

,.

LABORATORIO DE

Pa!a el t$b ? % ?@ '$! e im'$! !es'ecti*ame"te se sig$i/ ls misms 'ass a"te!i!es9 se a"t/ la tem'e!at$!a cada ? seg$"ds desde C a"tes de s$ tem'e!at$!a de c!istali+aci/"9 a'!6imadame"te =? dats.

TA0UACIÓN DE DATOS 1 RESUTADOS EPERIMENTAES

89:; C"dici"es e4'e!ime"tales de lab!at!i. 89:< Te'(e)*t+)* ,C. 89:= P)e/in ,''". 2 "+'ed*d )e$*ti3* 89:9 89:=&39 *eces 756 94$ %1 89:9 89:5& 5 *eces 89:9& 8 *eces 89:= 89:9& < *eces 89:5& 9 *eces Tablas de dats e4'e!ime"tales 89:3& 9 *eces 89:7& = *eces TA0A N2 5& C"dici"es e4'e!ime"tales de lab!at!i TA0A N2 3&

T$b N ? ?@ ? ? ?= ?> ?< ?

Tem'e!at$!a de c!istali+aci/" (C) e6'e!ime"tal =9< <9? 9 9 <9 =9= <9 ?9

TA0A N2 5& Tem'e!at$!a (6C) del t$b N6 73& P-dicl!be"ce" '$!


DPTO 16

INFORME 10 -(6C) REGLA Tem'e!at$!a T$b DE FASES FISICOQUÍMICA A - II

N6 75 cada 37s 87:7 =>:> =>:; =>:< =>:= =>:3 =>:7 Tem'e!at$!a =?:> (6C) T$b N6=?:; 73 cada 37s 8;:7 =?:< 8<:> =?:= 8<:8 =?:5 8<:3 =?:7 8<:7 =;:? 88:< =;:< 88:= =;:= 8=:; =;:5 8=:< =;:7 8=:= =<:? =<:;&8=:5 = *eces 8=:7 =<:<& 5 *eces 89:> =<:= =<:5& 5 *eces =<:7& 5 *eces =8:? =8:;

=8:<& 5 *eces =8:= =8:3 =8:7& 5 *eces ==:; ==:< ==:= ==:9 ==:7& 5 *eces =9:? =9:; =9:= =9:5 =9:7 =5:? =5:=& 5 *eces =5:9 =5:3 =5:7 =3:> =3:; =3:8 =3:5 =3:7& 5 *eces =7:> =7:?


LABORATORIO DE

TA0A N2 9& Tem'e!at$!a (6C) del t$b N6 75& P-dicl!be"ce" - "aftale"

DPTO 16


LABORATORIO DE

TA0A N2 9& Dats te/!ics. Cm'"e"tes

Pes f/!m$la

C 10 H 8 ( A )

@.> gKml

Cal! late"te de F$si/" =><.@ calKml

p−C 6 H 4 Cl 2 ( B)

<.? gKml

=.@ calKml

() ;a"dbX f CBemist!%9 =?tB Ed McG!aY ;ill9 -

TA0A N2 =& Dete!mi"aci/" de la f!acci/" mla! e4'e!ime"tal de cada cm'"e"te e" cada me+cla. T$b N  @   = > < 

@A(g) 7:7 3:8 5:8 <:7 37:7 35:8 38:7 38:7

@0(g) 38 35:8 35:8 35:8 37:7 ;:7 9:7 7:7

"A

"0

A

0

7 7:735 7:73> 7:7=; 7:7;? 7:7>; 7:33; 7:33;

7:375 7:7?8 7:7?8 7:7?8 7:7
----7:35= 7:3?9 7:98< 7:89= 7:<<> 7:8?= 3

3 7:?;< 7:?3; 7:<== 7:=<< 7:993 7:3=< -----

T (C) 8=:; =;:7 =9:9 9=:= =;:> 8>:8 ;9:= ?7:3

A& C 10 H 8 0& p−C 6 H 4 Cl 2 TA0A N28& Res$ltads % e!!!

Co'(o/i4i n

5,(+)o.


6"

T,7C.e+t84ti4

5e+t84ti4o

o

DPTO 16


ATe) AE9( BTe) BE9( 2E))o),A.

0,90# 0,909 0,9#7 1,030 0,110 %&c.

2E))o),B.

4,356 %&c.

,I.

LABORATORIO DE

4567,23 4567,36 4353,92 4350,52 0,002# %&c. 0,07# 'e.

34,75 31,5 34,75 31,5 9,352 'e.

0,35 0,3#6 0,65 0,614 10,2# %&c.

9,352 'e.

5,53# 'e.

EBEMPOS DE CCUOS

a) Media"te la cm'sici/" de cada $"a de las m$est!as calc$le la f!acci/" mla! e4'e!ime"tal de cada cm'"e"te e" cada me+cla. X p−C H Cl = 6

4

6

4

nT =nC H Cl + nC

2

nT

2

X C H = 10

nC H Cl

6

4

2

10

H 8

n C H 10

8

nT

8

PM ( p−C 6 H 4 Cl2 ) = 147.01 g / mol PM ( C 10 H 8 )=128.16 g / mol

Cm eem'l de clc$l tmams el t$b N6 73& nT =nC H Cl +nC 6

nT =

4

2

10

15 g =0.102 147.01 g / mol

X p −C H Cl =

⇒

6

X C

⇒

H 8

10

4

H = 8

nC H Cl 6

nC H 10

nT

4

nT

2

8

2

=1

=0

Pa!a el t$b N6 75& UNMSM – FQIQ ACAD DE FISICOQUÍMICA

DPTO 16

INFORME 10 - REGLA DE FASES FISICOQUÍMICA A - II nT =nC H Cl +nC 6

nT =

4

2

10

H 8

12,5 g 11,5 g + =0.085 + 0.012 =0.097 147.01 g / mol 128.16 g / mol

X p −C H Cl =

⇒

6

X C

⇒

LABORATORIO DE

10

4

H =

nC H Cl 6

nC H

8

10

nT

4

nT

2

8

2

=0,085

=0.012

b) C" ls dats del '!ime! '!cedimie"t c"st!$%a el diag!ama de fases. A"alcel. ,e! G!Lfica NH@.

A"lisis& De la g!Lfica se tie"e" ds c$!*as9 estas se i"te!ce'ta" e" $" '$"t9 e" dicB '$"t se bse!*a 7$e el sistema ( C 10 H 8 9 p−C 6 H 4 Cl 2 ) '!ese"ta la tem'e!at$!a de c!istali+aci/" de .= HC % la cm'sici/" mla! de ?.> !es'ect al C 10 H 8 % ?.> !es'ect al p−C 6 H 4 Cl 2 9 debid a estas c"dici"es este '$"t es llamad el punto eutéctico.

c) C"st!$%a las c$!*as de e"f!iamie"t del cm'"e"te '$! % de la me+cla elegida. G!Lficas se e"c$e"t!a" e" el APENDICE .

d) Del diag!ama de fases: dete!mi"e el '$"t e$tctic: ig$alme"te dete!mi"e la tem'e!at$!a % cm'sici/" del '$"t. De la g!Lfica se btie"e el '$"t el c$al tie"e T c!istali+aci/" .= HC X A =0.386

X B=0.

e) Media"te la ec$aci/" (;): calc$le la sl$bilidad del "aftale" (f!acci/" mla! te/!ica e" la me+cla): 'a!a el !a"g de tem'e!at$!as bse!*adas: e"t!e el '$"t de c!istali+aci/" del "aftale" % el '$"t e$tctic& E" el '$"t e$t:ctic& UNMSM – FQIQ ACAD DE FISICOQUÍMICA

DPTO 16


LABORATORIO DE

T =31.5 + 273.15=304.65 K 304.65

log X A =

−932.03 304.65

¿ ¿

− 13.241log ( 304.65 ) + 0.0332 ( 304.65 )−2.3382  10−5 ¿

X A =0.333

M$est!a NH=& T = 47.9 + 273 .15 =321.05 K 321.05

log X A =

−932.03 321.05

¿ ¿

− 13.241log ( 321.05 ) + 0.0332 ( 321.05 )−2.3382  10−5 ¿

X A =0.436

M$est!a N2<& T =59.5 + 273 .15=332.65 K 332.65

log X A =

−932.03 332.65

¿ ¿

− 13.241log ( 332.65 ) + 0.0332 ( 332.65 )−2.3382  10−5 ¿

X A =0.614

M$est!a N2;& T =73.4 + 273.15 =346.55 K


DPTO 16


LABORATORIO DE

346.55

log X A =

−932.03 346.55

¿ ¿

− 13.241log ( 346.55 ) + 0.0332 ( 346.55 )−2.3382  10−5 ¿

X A =0.805

M$est!a N2?& T =80.1 + 273 .15=353.25 K 353.25

log X A =

−932.03 353.25

¿ ¿

− 13.241log ( 353.25 ) + 0.0332 ( 353.25 )−2.3382  10−5 ¿

X A =0.909

f) Re'ita el clc$l a"te!i! 'a!a el '-dicl!be"ce": e" el !a"g de tem'e!at$!as desde s$ '$"t de c!istali+aci/" Hasta el '$"t e$tctic: media"te la ec (<)&

E" el '$"t e$tctic T =31.5 + 273.15 =304.65 K

log X A =

2239.9 + 47.343 . log ( 304.65 )− 0.03302 ( 304.65 )− 115.0924 304.65

X B=0.619

M$est!a N23& T =54.7 + 273.15 =327.85 K

log X A =

2239.9 + 47.343 . log ( 327.85 )− 0.03302 ( 327.85 )− 115.0924 327.85


DPTO 16


LABORATORIO DE

X B=1.030

M$est!a N25& T =47.0 + 273.15 =320.15 K

log X A =

2239.9 + 47.343 . log ( 320.15 )− 0.03302 ( 320.15 )− 115.0924 320.15

X B=0.879

M$est!a N29& T =43.3 + 273.15 =316.45 K

log X A =

2239.9 + 47.343 . log ( 316.45 )− 0.03302 ( 316.45 )− 115.0924 316.45

X B=0.811

M$est!a N2=& T =34.4 + 273.15 =3 07 . 5 5 K

log X A =

2239.9 + 47.343 . log ( 307.55 )− 0.03302 ( 307.55 )− 115.0924 307.55

X B=0.

<<5

g) Calc$le el cal! late"te de f$si/" de ls cm'"e"tes '$!s e" s$s '$"ts de f$si/" bse!*ads. Calc$le tambi" ls *al!es te/!ics c!!es'"die"tes& Pa!a la m$est!a ? ("aftale")& 2

3

! H = 4265 − 26.31 T + 0.1525 T −0.000214 T c"l / mol

a tem'e!at$!a te/!ica es =Z9 !eem'la+a"d& 2

3

! H = 4265 − 26.31( 353)+ 0.1525 ( 353) −0.000214 ( 353 ) c"l / mol


DPTO 16


LABORATORIO DE

! H teó#ico =4567.23 c"l / mol

a tem'e!at$!a e6'e!ime"tal es =.Z 2

3

! H = 4265 − 26.31( 353.1)+ 0.1525 ( 353.1 ) −0.000214 ( 353.1 ) c"l / mol ! H expe#iment"l =4567.36 c"l / mol

Pa!a la m$est!a 3 ('-dicl!be"ce")& 2

! H =−10250 + 94.07 T − 0.1511 T c"l / mol

a tem'e!at$!a te/!ica es @
! H teó#ico =4353.92 c"l / mol

a tem'e!at$!a e6'e!ime"tal es @<.
! H =−10250 + 94.07 ( 327.7 )−0.1511 ( 327.7 ) c"l / mol

! H expe#iment"l =4350.52 c"l / mo l

H) Dete!mi"e el "me! de g!ads de libe!tad e" el '$"t e$tctic $sa"d las ec$aci"es (3)& $ + P =C + 1

De la g!Lfica se bse!*a 7$e e" el '$"t e$t:ctic Ba%  fases % @ cm'"e"tes9 e"t"ces& $ + 3 =2 + 1 $ =0

I"dica 7$e sl e6iste $" "ic '$"t e$t:ctic9 i"*a!iable9 es deci! este '$"t " "ecesita de "i"g$"a *a!iable 'a!a se! dete!mi"ad.

i) Cm'a!e ls *al!es te/!ics c" ls e4'e!ime"tales& Tabla N68 UNMSM – FQIQ ACAD DE FISICOQUÍMICA

DPTO 16


LABORATORIO DE

,II. ANISIS 1 DISCUSIÓN DE RESUTADOS De la g!Lfica bse!*ams 7$e e" el '$"t e$t:ctic del sistema9 c"f!mad e" este cas '! $"a tem'e!at$!a de .=HC de d"de se bt$* $" '!ce"ta5e de e!!! de .=@ '! defect % $"a C 10 H 8 cm'sici/" de ?.> de 1 ?.> 'a!a p−C 6 H 4 Cl 2 e" la c$al se bt$* $" '!ce"ta5e de e!!! de ?.@ '! e6ces % =.= '! defect9 % de las c$!*as de e"f!iamie"t 'a!a cada cas se calc$la el cal! late"te de f$si/" de cada cm'"e"te '$!9 =><.@ calKml 'a!a el C 10 H 8 % =?.=@ calKml 'a!a el p−C 6 H 4 Cl 2 J ce!ca"s tambi:" a ls *al!es te/!ics (=><.@ % =.@ calKml !es'ecti*ame"te)9 de d"de el e!!! bte"id es ba59 de ?.??@ '! e6ces % ?.?< '! defect !es'ecti*ame"te. Obse!*a"d ls e!!!es '!ce"t$ales 'dems c"cl$i! 7$e ls m:tds $tili+ads e" esta e6'e!ie"cia s" adec$ads %a 7$e "s 'e!mitie!" ace!ca!"s a ls dats te/!ics.

,III. CONCUSIONES 1 RECOMENDACIONES C"cl$si"es& E" el '$"t e$t:ctic el sistema se ma"tie"e i"*a!iable9 es deci! 7$e " de'e"de de "i"g$"a *a!iable. Se bse!*a 7$e el '$"t e$t:ctic estL e" f$"ci/" de la tem'e!at$!a % cm'sici/" de las s$sta"cias de las c$ales se Balla % l 7$e se de'sita al estad s/lid es $"a me+cla Bete!g:"ea de ds me+clas se'a!adas c"stit$ida cada $"a '! mic! c!istales de cada s$sta"cia cm'"e"te. E" la c$!*a de e"f!iamie"t de me+cla de cm'sici/" defi"ida9 es 'sible bte"e! el '$"t de slidificaci/" % s$ tem'e!at$!a e$t:ctica. Al ag!ega! $" sl*e"te a $" dete!mi"ad sl$t se bse!*a $" desce"s e" s$ '$"t de c"gelaci/". •

•

•

•

Recme"daci"es& Al mme"t de medi! la tem'e!at$!a de cada $" de ls t$bs debems 7$ita! la m$est!a 7$e 7$eda im'!eg"ada e" el te!m/met! 'a!a l$eg !eci:" 'asa! a la medici/" de la UNMSM – FQIQ ACAD DE FISICOQUÍMICA

DPTO 16


LABORATORIO DE

tem'e!at$!a del sig$ie"te9 %a 7$e si" elimi"ams la m$est!a im'!eg"ada esta!ems c"tami"a"d ls demLs t$bs % est c"lle*a!8a a $" e!!! e" el cLlc$l. Al mme"t de medi! el tiem' 'a!a la !eali+aci/" de las c$!*as de e"f!iamie"t debems te"e! c$idad al mme"t de tma! la tem'e!at$!a e" i"te!*als de ? seg$"ds %a 7$e si " l Bacems c" el debid c$idad "s c"lle*a!8a al e!!!. Agita! le"tame"te % de ma"e!a Bmg:"ea la sl$ci/" de cada t$b a dete!mi"a! 'a!a 7$e se d: $" desce"s de tem'e!at$!a Bmg:"e. a*a! bie" el te!m/met! 'a!a la medici/" de la tem'e!at$!a de la sig$ie"te m$est!a.

I. 0I0IOGRAFJA ib!s   

TBmas E"gel9 PBili' Reid. (@??<). I"t!d$cci/" a la Fisic7$8mica& Te!mdi"Lmica. M:6ic& PEARSON EDUCACIÓN. P.@?-@?< P..AtXi"s. (). #$8mica F8sica9 se6ta edici/". Plat/9 @> - ???> 0a!cel"a& Edici"es Omega9 S.A.P.-< Gilbe!t . Castella". (<). Fisic7$8mica. Na$cal'a" de 2$a!e+9 Estad de Me6ic& Addis" esle% Ibe!ame!ica"a S.A. P.@?-@=

Sitis Yeb • •

.

Btt's&KKfsc7mc.YiXis'aces.cmKfileK*ieYKReglaQdeQlasQfasesQdeQgibbs.'df Btt'&KKYYY.scie"cedi!ect.cmKscie"ceKa!ticleK'iiKS?><<@@=????
ANEOS


DPTO 16


LABORATORIO DE

90 #0 70 60 50 40 30 20 10 0

*.05 ca s*s/e!a na/alen"  -*cl""encen" en/e CH%C' 6.1.3

CUESTIONARIO 3. Ded$ci! % e4'lica! la !egla de la 'ala"ca e" $" diag!ama de $" '$"t e$tctic. Estas ca"tidades "!malme"te se e6'!esa" cm '!ce"ta5e del 'es ( 'es)9 es $"a !egla matemLtica *Llida 'a!a c$al7$ie! diag!ama bi"a!i. E" !egi"es de $"a sla fase9 la ca"tidad de la fase sim'le es ??. E" !egi"es bifLsicas9 si" emba!g9 se debe!L calc$la! la ca"tidad de cada fase. U"a t:c"ica es Bace! $" bala"ce de mate!iales. U" '$"t e" la !egi/" de ds fases e" $" diag!ama de fases " sl i"dica c$alitati*ame"te 7$e estL" '!ese"tes el l87$id % *a'!9 si" 7$e i"dica tambi:" c$a"titati*ame"te las ca"tidades !elati*as de cada $" de ells. Pa!a cm'!ba! la !egla de la 'ala"ca c"side!ams "" [Q"\ % 7$e la ca"tidad ttal de A es "+A9 a ca"tidad ttal de A es tambi:" la s$ma del c"te"id e" ambas fases "+A "[6AQ"\%A P$est 7$e tambi:" "+A "[+AQ"\+A Ig$ala"d estas ds e6'!esi"es !es$lta "[(6A-+A)Q"\ (+A -%A)

5. Desc!iba % '!'"ga $" mtd e4'e!ime"tal 'a!a $" sistema Hm/lg K$e a'liK$e ls beti*s de la '!ctica. a !eacci/" del 'e!/6id de ba!i c" Lcid isb$t8!ic Q ag$a se dete!mi"/ c" Lcid isb$t8!ic se bt$* de Ald!icB (te ] ?<<? P0) % se $s/ cm se !ecibi/. El ag$a se UNMSM – FQIQ ACAD DE FISICOQUÍMICA

DPTO 16


LABORATORIO DE

se'a!/ '! destilaci/" $"a *e+ a 'a!ti! de $" sistema de *id!i. a me+cla l87$ida bi"a!ia9 I0A Q ag$a9 se '!e'a!/ e" la cm'sici/" f$"dame"tal del 9 e" masa (?9= f!acci/" mla!) de Lcid isb$t8!ic '! 'esada. Pe!/6id de ba!i se bt$* de FisBe! % se $tili+/ tal cm se !ecibi/. El baV de ag$a9 !eg$lad! de tem'e!at$!a9 % $" te!m/met! se desc!ibie!" cm '!e*iame"te.U" e6'e!ime"t '$"t c!8tic se i"ici/ media"te la adici/" de ?9= dm  de la me+cla de ag$a Q I0A9 '!e'a!ad e" la cm'sici/" c!8tic9 a $"  cm de diLmet! 6 @= cm9 f"d 'la" de t$bs de e"sa% P%!e6 la!g9 7$e si!*e cm !eci'ie"te de !eacci/". a bse!*aci/" *is$al de 'alesce"cia c!8tica e" esta me+cla i"dic/ 7$e la tem'e!at$!a c!8tica e!a T c ?  @9= Z. Pa!a estima! T c 9 se $tili+/ el sig$ie"te '!cedimie"t& $"a ba!!a de agitaci/" mag":tica % 0aO @ e" $"a ca"tidad s$ficie"te 'a!a c$b!i! el f"d del !eci'ie"te de !eacci/" se aVadie!" a la me+cla de I0A Q ag$a. Se ce!!/ el !eci'ie"te c" $" ta'/". Des'$:s de agita! el c"te"id d$!a"te @ B9 el !eci'ie"te se de5/ e" !e's i"acti* d$!a"te $" 'e!8d adici"al de @ B 'a!a 'e!miti! el s/lid 'a!a se'a!a! '! sedime"taci/" g!a*itaci"al s$s'e"dida. a tem'e!at$!a del te!mstat se !ed$5 Basta 'alesce"cia c!8tica a'a!eci/ % $" me"isc e!a cla!ame"te *isible e" la fase l87$idaJ a c"ti"$aci/"9 acm'aVada de agitaci/" le"ta9 la tem'e!at$!a se ele*/ lige!ame"te9 se det$* la agitaci/"9 % se b$sc/ de "$e* el me"isc. Este '!ces se !e'iti/ Basta 7$e el me"isc desa'a!eci/. El *al! de la tem'e!at$!a asciada c" la desa'a!ici/" del me"isc se ide"tific/ c" la tem'e!at$!a de '$"t fi"al c!8tic9 T c.

9. Ad$"te % cme"te b!e*eme"te $"a '$blicaci/" cie"tfica de ls ltims 8 aLs e" !efe!e"cia al est$di !eali+ad. a !eacci/" del 'e!/6id de ba!i c" Lcid isb$t8!ic Q ag$a se dete!mi"/ e" el ab!at!i de I"*estigaci/" de #$8mica F8sica de la U"i*e!sidad de Alabama e" ;$"ts*ille9 d"de se midi/ la sl$bilidad del 'e!/6id de ba!i e" la me+cla l87$ida9 Lcid isb$t8!ic Q ag$a9 e" la !egi/" de $"a sla fase a l la!g del is'leta c!8tica a tem'e!at$!as 5$st '! e"cima de la tem'e!at$!a de sl$ci/" c!8tica a @ Z. C$a"d la c"ce"t!aci/"9 s 9 de 0a @ Q es t!a+ada e" *a"^t ;ff c" f!ma l" s *s.  K T 9 d"de T es la tem'e!at$!a Zel*i"9 se btie"e $"a l8"ea !ecta 7$e tie"e 'e"die"te "egati*a 'a!a *al!es de la tem'e!at$!a 7$e s" s$ficie"teme"te '! e"cima de la tem'e!at$!a c!8tica T c . Debid a 7$e la fase l87$ida estL e" e7$ilib!i c" $"a fase s/lida " c!8tic 7$e c"siste e" 0aO @ 9 el l87$id c"stit$%e $" sistema abie!t. U" a"Llisis de la !egla de fases9 te"ie"d e" c$e"ta est m$est!a 7$e una f!acci/" mla! 7$e desc!ibe la fase l87$ida '$ede se! fi5.


DPTO 16

Informe 10 Fisicoquímica a II

Recommend Documents