INSTITUTO NACIONAL DE MÉXICO DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA Y BIOQUÍMICA
LABORATORIO INTEGRAL II PRÁCTICA #5 LIQUIDOS PARCIALMENTE MISCIBLES SISTEMA FENOL - AGUA
ALUMNO: BARRANCO BARRANCO TOLEDO JULIO CÉSAR CÉSAR
FECHA DE ENTREGA: NOVIEMBRE DEL 2017
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Contenido OBJETIVO .................................................. ............................................................................ .................................................... .................................. ........ 3 INTRODUCCION ................................................ .......................................................................... .................................................... .......................... 3 MATERIAL Y REACTIVOS................................................... ............................................................................ .................................. ......... 4 PROCEDIMIENTO ................................................... ............................................................................ ............................................... ...................... 4 CALCULOS ................................................ .......................................................................... .................................................... .................................. ........ 5 CONCLUSIONES .................................................... ............................................................................. ............................................... ...................... 7 BIBLIOGRAFIA .................................................. ............................................................................ .................................................... .......................... 8
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Practica No. 5 “
LIQUIDOS PARCIALMENTE MISCIBLES, SISTEMA FENOL - AGUA
”
OBJETIVO Determinar la solubilidad del sistema Fenol – Agua a diferentes temperaturas.
INTRODUCCION No todos los líquidos son completamente miscibles entre sí, entre este extremo y el de la miscibilidad casi completo se consideran pares de líquidos parcialmente miscibles, es decir, que no se mezclan en todas las proporciones a todas las temperaturas. Este hecho se puede explicar de la siguiente manera, una muestra de fenol a una temperatura dada se añade a una pequeña cantidad de agua, que se disuelve completamente y el sistema binario sigue siendo de una sola fase. Sin embargo al agregar más fenol, llega un momento en el que ya no se disuelve y se llega a formar dos fases, siendo la principal una disolución de fenol saturada en agua, y la otra, una traza de agua saturada en fenol. Si agregamos de nuevo fenol al sistema la capa rica en agua disminuye en tamaño y finalmente desaparece dejando solo una fase liquida compuesta de agua en fenol. La temperatura del sistema afecta a las composiciones a las que ocurren las separaciones y la coalescencia de las fases, debido a esto existen sistemas en los cuales la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura. Si este experimento se hace a la temperatura constante, se encuentra que en las composiciones de las dos capas, aunque diferentes entre sí, permanecen constantes en tanto las dos fases se hallen presentes, la adición de pequeñas cantidades tanto de fenol como de agua cambia simplemente los volúmenes relaticos de las dos capas no su composición. A la temperatura temperatura en en donde las dos capas resultan resultan de composición composición idéntica y son en realidad una solo capa, se conoce como temperatura de disolución crítica o temperatura de disolución. Por encima de esta temperatura los dos líquidos resultan miscibles en todas proporciones. Estos sistemas se estudian a presión constante, de ordinario la atmosférica, es suficientemente elevada para que de hecho no aparezca vapor en el líquido con 3
las fases liquidas y en un intervalo de temperatura suficientemente alto para que no se forme su fase sólida. Si la presión está determinada, las restantes variables que se han de considerar son la temperatura y la composición, por lo tanto los diagramas de equilibrio liquido – liquido se construyen mostrando el comportamiento del sistema en relación con estas dos variables. La composición se expresa en peso por ciento o en fracción molar.
MATERIAL Y REACTIVOS 1 agitador 7 tubos de ensaye con rosca 1 soporte universal 1 tela de alambre de asbesto 1 termómetro 1 vaso de precipitados de 1 litro 1 pinza para tubo de ensaye
Agua destilada destilada Fenol
PROCEDIMIENTO Se preparan soluciones acuosas de fenol al 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 % en peso con un peso total de 10 gramos, estas soluciones se ponen en los tubos de ensayo de 15*2 cm. Se dejan reposar durante 24 horas, en un lugar oscuro protegiéndolos de la luz. Se calientan a 75 °C, observar cambios y después se deja enfriar lentamente agitando cada uno de los tubos, nunca caliente las muestras a una temperatura mayor de 90 °C , ya que sería muy peligroso calentar el fenol a mayor temperatura. Anote la temperatura a la que las mezclas anteriores se enturbien. Repita el calentamiento y tome su lectura en el momento en que la mezcla se vuelva transparente.
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TUBO
% FENOL AGUA TEMPERATURA FENOL (g) (g) A LA QUE SE ENTURBIA LA MEZCLA (°C)
1 2 3 4 5 6 7
10 20 30 40 50 60 70
1 2 3 4 5 6 7
9 8 7 6 5 4 3
43 64.5 66 66 63 55 43
TEMPERATURA A LA QUE LA MEZCLA SE VUELVE TRANSPARENTE (°C) 45 67 69 68.5 67 59 45
CALCULOS TUBO
1 2 3 4 5 6 7
% FENOL AGUA TEMPERATURA FENOL (g) (g) A LA QUE SE ENTURBIA LA MEZCLA (°C) 10 20 30 40 50 60 70
1 2 3 4 5 6 7
9 8 7 6 5 4 3
43 64.5 66 66 63 55 43
TEMPERATURA TEMPERATURA A LA QUE LA PROMEDIO MEZCLA SE VUELVE TRANSPARENTE (°C) 45 44 67 65.75 69 67.5 68.5 67.25 67 65 59 57 45 44
FRACCI N MOL
0.0196 0.0455 0.0754 0.1129 0.1640 0.2226 0.3162
1.- Haga dos gráficas, de temperatura contra composición en porcentaje de peso y otra de temperatura contra composición en fracción mol, indique las áreas que representan una y dos fases.
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GRAFICA 1, TEMPERATURA VS COMPOSCION (FRACCION PESO)
GRAFICA 2. TEMPERATURA VS COMPOSICION (FRACCION MOL)
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2.- De las gráficas determine la temperatura crítica de solución y compare este valor con el de la bibliografía.
La temperatura critica de solución calculada con las gráficas es de 67.5 °C, mientras que la temperatura critica según la literatura es: 65.85°C
Teniendo un error igual a: 2.5 %
3.- Determine la concentración y temperatura crítica del sistema utilizando una extensión de la ley de diámetro rectilíneo de Cailletet y Mathias, sacando la media aritmética de cada línea de unión y de las dos fases de equilibrio a las temperaturas de 30, 40, 50, 60 °C, trace una línea recta uniendo las medias aritméticas. La concentración crítica de solución estará dada por el punto de unión de esta línea de medias aritméticas y la línea correspondiente a la temperatura crítica.
CONCLUSIONES EL desarrollo de la práctica nos permite conocer los diferentes tipos de soluciones que existen en la naturaleza. Una solución es una dispersión homogénea de dos o más sustancias entre sí, es decir significa que una solución no solo puede ser entre dos componentes, sino que también se pueden mezclar tres o cuatro. Podemos obtener también la temperatura a la cual nuevamente se pueden distinguir las dos fases de la solución .es decir las sustancias se encuentran separadas en una solución no homogénea. En esta práctica se realizaron dos gráficas en las cuales se observó (temperatura de miscibilidad vs composición en %) que la temperatura critica es de 67.5 ºC, además se vio experimentalmente que al llegar arriba de esta temperatura el sistema permanece homogéneo. También se puede ver en la gráfica las regiones en donde el sistema está en una fase y en dos fases.
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Al comparar comparar la temperatura temperatura critica critica experimental experimental con la teórica teórica se observó observó que que es muy poco el porcentaje de error (2.5 %) lo cual quiere decir que el experimento se realizó en forma adecuada.
BIBLIOGRAFIA /www.uv.es/=termo/Laboratori/Termodinamica/Guiones/val/cp18.pdf /www.uv.es/=termo/Laboratori/Termodinamica/Guiones/val/cp18. pdf www.iqcelaya.itc.mx/~omar/Docencia_files/P5_DetTempSol.pdf depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Serie4.Fasescondensadas_17890.pdf
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