mezclas binarias

MEZC MEZCL L A S LIQU L IQUIDAS IDAS BINARIAS

Sistema ideal de dos l íquido s:

Es aquel en el cual ambos constituyentes cumplen la ley de Raoult Raoult en todo rango rango de concentración concentración y a todas todas las temperaturas. No hay variación en el volumen y el  ΔHdisoluc = 0

solución ideal Se cumple cuando la presencia de las moléculas de B no tienen efecto sobre las interacciones que existen entre las moléculas de A.

Mezcla binaria de dos líquid os vo látiles A y B ¿Cuál es la pr esión de vapor de la mezcla? Ley de Raoult:

P A = x A Po A

Ley de Dalton:

P = P A + PB

Presión de vapor de la mezcla: P = x A Po A + xB PoB

P = Po A X A + Po B XB T = cte   r   a    b   m    /   n    ó    i   s   e   r    P

Ptotal P A = x A Po A PB = x B Po B

xB

x A

P = Po B + (Po A – Po B )X A

PB = xB PoB

Ejemplo: mezcla hexano-octano (solución ideal)

Pohexano   r   o   p   a   v   e    d   n    ó    i   s   e   r    P

Poct. P   P    r   r  e   e s  s  i    i   ó   n  ó    n   d   e   p  a   v   a  r  c    p o  i    r  t   a  l    o t   d    a l   e   h  e   x  a   n  o  

Phex.

 n o  o c t a  l d e   a  i   c  r  a  i ó n p  P r e s

Pooctano

Poct.

octano hexano Fracción molar 

¿Cuál es la compos ició n del vapor? Ley de Dalton:

P A = y A P

PB = yB P

y: fracción molar en la fase vapor  P A x AP Ao y A = = P A + PB x AP Ao + xBPBo y A

x A

=

=

P=

x AP Ao PBo

+

(P Ao

−

PBo )x A

y APBo P Ao

+

(PBo

−

P Ao )y A

P AoPBo P Ao

+

(PBo

−

P Ao )y A (no es una recta)

Presión v s. composición

y1

Sistema benceno-tolueno (mezcla ideal)

  r   r   o    t    /   n    ó    i   s   e   r    P

Tolueno puro

Líquido

Línea de unión

Vapor 

Fracción molar de benceno

Benceno puro

Presión de vapor de benceno Presión de vapor de tolueno Presión de vapor total (y composición del líquido) Composición del vapor 

 A temperatura constante

z1

z1

 A presión constante

z1

(la dependencia de T con la fracc. molar no es tan fácil de deducir)

vapor 

líquido

Destilación simple

Destilación fraccionada

T1

T2

T2 T1

l2

a l1

v2

b

v1

Mezclas no i deales Desviaciones de la ley de Raoult

Desviación pos itiva:

Desviación negativa:

Interacc. A-B < A-A ó B-B

Interacc. A-B > A-A ó B-B

 ΔHdisol >

0

Ej:: etanol - agua

 ΔHdisol

<0

Ej:: HCl - agua

 Azeó tr opos

Mínimo punto de ebullición (interacc A-A y B-B > A-B)

Máximo punto de ebullición (interacc A-B > A-A y B-B)

Mezcla azeotrópica: tiene igual composición en el líquido y en el vapor 

Ej.: el sistema agua- propanol presenta un azeótropo de mínimo punto de ebullición

REGLA DE LAS FASES F =C –P +2 Fase (P): toda parte homogénea y físicamente distinta de un sistema, separada de otras partes por una superficie límite definida. N° de componentes (C) : es el menor N° de componentes químicos independientes por medio de los cuales se puede expresar la composición de cualquier fase posible. N° de grados de libertad (F): N° de factores variables (P,T,x) que deben ser fijados para que pueda definirse completamente la condición de un sistema en equilibrio.

Equilibrio líquido- vapor para 2 compon entes

(lo que vimos hasta ahora)

Equilibr io líquido- sólido para 2 componentes

Diagrama de fases a P = cte para un sistema de 2 componentes que no forman solución sólida

Diagrama de fases para agua y sal

 Agua salada  Agua salada y cristales de sal  Agua salada y hielo Hielo y sal mezclados

% p/p NaCl

Regla de las fases? F=C-P+2