reporte diagrama binario solido-líquido

RESUMEN

El presente informe muestra los resultados y conclusiones del análisis de un equilibrio de fases sólido-líquido con el propósito de obtener datos empíricos para analizar el equilibrio del sistema binario a partir de curvas de enfriamiento y localizar el punto eutéctico. Se fundamenta en el principio de equilibrio, el cual muestra un estado de quietud donde las fuerzas que actúan sobre un cuerpo se anulan o compensan recíprocament recípro camente e del cual se deriva el equili equilibrio brio de fases. En base a este principio principio se lle llevan van a cabo repr represe esenta ntacio ciones nes !ráf !ráfica icass de las fro fronte nteras ras ent entre re dif diferen erentes tes estados de la materia de un sistema, denominados "ia!ramas de #ases. $na fase es cad cada a una de la lass pa part rtes es ma macro crosc scóp ópic icas as de un una a co comp mpos osic ició ión n quí quími mica ca de propiedades físicas %omo!éneas que forman un sistema. &ediante la re!la de fases de 'ibbs se obtiene los !rados de libertad de un sistema, que indica la cant ca ntid idad ad de va vari riab able less qu que e se pu pued ede e ca camb mbia iarr a un si sist stem ema a si sin n al alte tera rarr su suss condiciones condic iones de equilibrio equilibrio en un sistema bifásico bifásico e(isten ) !rados de libertad, por lo que se puede variar la temperatura, temperatura, presión o composición composición del mismo. *l ser el sistema un equilibrio sólido-líquido, la presión no tiene incidencia en el mismo por lo que se reduce a + sus !rados de libertad. as curvas de enfriamiento representan la variación de la temperatura en el sistema en función del tiempo a medida que se elimina el calor del sistema, de las cuales se obtienen los puntos de quiebre que representan la temperatura de con!elación del componente con mayor proporción en la mezcla, éstos son la base para elaborar un dia!rama binario de equilibrio sólido-líquido, que está cons co nsttit itui uido do po porr la tem empe pera rattur ura a en fun unci ción ón de la fra racc cció ión n mo mola larr de su suss componentes. * partir de este dia!rama se determina !ráficamente el punto eutéctico.

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ara a ra rea realilizar zar di dic% c%o o an anál ális isis is se re real aliz izar aron on si siet ete e me mezcl zclas as var varia iand ndo o la concentración de -/aftol y /aftaleno y se colocaron en tubos de ensayado sellados con un termómetro en su interior, posteriormente se calentaron los tubos en ba0o maría, %asta llevarlos llevarlos a su temperatura temperatura de fusión y por último se tomó el tiempo en intervalos de 1 se!undos %asta que la temperatura de los tubos descendió alrededor de los )123. Se encontraron los moles y fracción molar tanto de -/aftol como de /aftaleno en cada mezcla, posteriormente se realizaron las curvas de enfriamiento para cada una variando la temperatura en función del tiempo. $na vez elaboradas las curvas de enfriamiento, en base a ellas se construye el dia!rama de fases del sistema, en éste se varía la temperatura en función de la fracción molar de -/aftol, el !ráfico mostró un punto mínimo, el cual indica en el e4e de las ordenadas la temperatura eutéctica, y en el e4e de las absc ab scis isas as la fr frac acci ción ón mo mola larr co corr rres espo pond ndie ient nte, e, lo loss da dato toss ob obte teni nido doss fu fuer eron on 56783,1.9:;. #inalmente al analizar los resultados de las curvas de enfriamiento se pudo constatar que las composiciones más concentradas presentaron temperaturas elevadas, asimismo que en cada re!ión de equilibrio del dia!rama se representan como má(imo dos fases. fases. os errores obtenidos en la la práctica fueron menores de 1.11), lo cual le da a la práctica alto !rado de confiabilidad, a su vez se prese pr esent ntar aron on er error rores es de pre preci cisi sión ón rel relat ativ ivam ament ente e al alto toss pa para ra cad cada a un una a de la lass mezclas, lo cual invalida los resultados obtenidos pues no se encuentra dentro del ran!o de aceptación. Se recomienda realizar más repeticiones en la determinación del punto de fusión de cada mezcla y colocar los termómetros de manera que sea fácil su lectura, para minimizar los errores de precisión en la práctica.

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OBJETIVOS

Objetivo General:
Objetivos específicos: .
+. Elaborar curvas de enfriamiento de mezclas de diferente concentración.

). *nalizar el equilibrio de fases sólido-líquido por medio del análisis térmico de los puntos de con!elación de mezcla de composición conocida.

:. "eterminar la temperatura eutética y la fracción molar eutética del sistema estudiado.

3

6. *nalizar el efecto que los errores empíricos tienen sobre los resultados y la forma de mane4arlos e interpretarlos.

! RESU"T#$OS #i!ura . %&rva 'e Enfria(iento Me)cla 

#uente= "atos 3alculados, >abla ?

>abla @ %olor

Mo'elo Mate(*tico Mo'elo Mate(*tico

>A -).B6Ct D B+.76+

%orrelaci+n R,

1.B9C

Incerti'&(bre (*-i(a 'e la variable in'epen'iente

Incerti'&(bre (*-i(a 'e la variable 'epen'iente

 1,16 Se!undos

  83

#uente= #i!ura 

4

Intervalo 'e vali'e) t.s/

F1,61G

#i!ura +. %&rva 'e Enfria(iento Me)cla ,

#uente= "atos 3alculados, >abla /o. ?

>abla @@ %olor


> A -+.:1:BtD C+.B6C

%orrelaci+n R,

1.77)



 1,16 Se!undos

  83

#uente= #i!ura +

5


F1,91G

#i!ura ). %&rva 'e Enfria(iento Me)cla 0


>abla @@@ %olor


>A -.B6B9t D C1.1B7

%orrelaci+n R,

1.767B



 1,16 Se!undos

  83

#uente= #i!ura )

6


F1,71G

#i!ura :. %&rva 'e Enfria(iento Me)cla 1


>abla @H %olor


%orrelaci+n R,



 1,16 Se!undos

  83


>A -).+tD C: 1.77B:

#uente= #i!ura :

7

F1,71G

#i!ura 6. %&rva 'e Enfria(iento Me)cla 2

#uente= "atos 3alculados, >abla /o. ?@

>abla H %olor


> A -).:)9tD 9B.616

%orrelaci+n R,

1.7B7B



 1,16 Se!undos

  83

#uente= #i!ura 6

8


F1,)1G

#i!ura 9. %&rva 'e Enfria(iento Me)cla 3

#uente= "atos 3alculados, >abla /o. ?@

>abla H@ %olor


> A -.7BC6t D 9B.6:7

%orrelaci+n R,

1.779+



 1,16 Se!undos

  83

#uente= #i!ura 9

9


F1,)1G

#i!ura C. %&rva 'e Enfria(iento Me)cla 4

#uente= "atos 3alculados, >abla /o. ?@@

>abla H@@ %olor


>A -+.916t D C7.19+

%orrelaci+n R,

1.77BC



 1,16 Se!undos

  83

#uente= #i!ura C

10


F1,)1G

#i!ura B. %&rvas 'e enfria(iento para el siste(a Naftol5Naftaleno #uente= "atos 3alculados, >ablas ?- ?@.

>abla H@@@

Mo'elo Mate(*tico

 + ) : 6

T %a(bio 'e 6en'iente .7%/ B1 C1 9B 96 6B

9

C:

1.C)

C

C6

1.BC

Me)cla

8racci+n Molar 1.+) 1.)C 1.:C 1.6C 1.96

Mo'elo Mate(*tico

%orrelaci+n R,

>A -).B6Ct D B+.76+

1.B9

> A -+.:1:BtD C+.B6C

1.77

>A -.B6B9t D C1.1B7

1.76

T= -3.2t+ 74

> A -).:)9tD 9B.616 T = -1.9875t + 68.549

>A -+.916t D C7.19+

#uente= #i!ura B

11

0.99 0.98 0.99 0.99

#i!ura 7. $ia9ra(a 'e fases: S+li'o5lí&i'o; siste(a 5Naftol5Naftaleno

#uente= "atos calculados, >abla ?@@@

>abla @? 6&nto E&t
SISTEM#: 5N#8TO"5N#8T#"ENO TEM6ER#TUR# EUT=%TI%#

8R#%%I>N MO"#R EUT=%TI%#

6783

1.9: #uente= #i!ura 7

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,! $IS%USI>N $E RESU"T#$OS

En la práctica realizada se elaboró un dia!rama de equilibrio sólido-líquido para el análisis del sistema -naftol-naftaleno a través de las curvas de enfriamiento. as curvas de enfriamiento obtenidas en el análisis presentan la variación de la temperatura en el sistema frente al tiempo a medida que se va eliminando calor del sistema. a primera fi!ura de enfriamiento se %izo referida a una mezcla con mayor proporción en peso de naftaleno, al iniciar el enfriamiento de la mezcla se puede observar como la temperatura disminuye rápidamente en función al tiempo, lo que resulta con!ruente debido a que no e(iste aún la aparición de al!una fase sólida. Sin embar!o la !ráfica de enfriamiento lle!a a un punto en el cual presenta un cambio de pendiente, para el !ráfico analizado el punto de quiebre se dio a una temperatura de B183, respectivamente 5Ief tabla H@@@, pá! +, sección de resultados; lo que resulta con!ruente debido a que cumple con los lineamientos planteados por la teoría, ya que al estar el naftaleno en mayor proporción el fenómeno se ri!e por la definición de proporcionalidad directa entre la depresión del punto fusión y la concentración 5Ief.+; siendo además dic%a temperatura, la temperatura de fusión del compuesto puro 5Ief. +;, lo que implica que en cualquier cambio de pendiente que no posea composición eutética, éste corresponde a la aparición de la fase sólida pura.

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reporte diagrama binario solido-líquido

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