Investigación de sustancias puras

Trabajo de investigación “Presión de Vapor de Sustancias Puras, Métodos de Medición y Estimación” 

SUSTANCIAS PURAS Una sustancia pura es aquella cuya composición química es fija u homogénea se caract caracteri erizan zan porqu porque e tienen tienen una compos composici ición ón químic química a consta constante nte y es la misma en todas sus fases. Una sustancia puede tener varias fases con estruc estructur turas as molecu molecular lares es diferentes, la cual se identifica como un arreglo molecular distinto, homogéneo en su tota totali lida dad d y sepa separa rado do de las las demá demás s fase fases s por por medi medio o de supe superf rfic icie ies s identificables.   nivel molecular, los enlaces moleculares del estado sólido son más fuertes que el estado líquido y este que el estado gaseoso. •

!"isten tres fases principales para una sustancia pura estas son# sólida, liquida y gaseosa.

Fase Sólida $as $as molé molécu cula las s está están n sepa separa rada das s por por pequ peque% e%as as distancias, e"isten grandes fuerzas de atracción, las molé molécu cula las s mant mantie iene nen n posi posici cion ones es fijas fijas,, unas unas con con respecto a las otras. &u oscilación depende de la temperatura.

Fase Líquida. !l espa espaci ciam amie ient nto o mole molecu cula larr es pare pareci cido do al de la fase fase sóli sólida da,, e"cepto que las moléculas ya no mantienen posiciones fijas entre sí. $as moléculas flotan en grupos.

Fase Gaseosa. $as moléculas están bastante apartadas unas de otras y no e"is e"iste te un orde orden n mole molecu cula larr, esta estas s se muev mueven en de form forma a desordenada en continuo choque entre ellas y con el r ecipiente que las contiene.

Una sustancia pura puede eistir en diferentes fases dependiendo del proceso.

LA PR!SI"N #! $AP%R #! UN LI&UI#% PUR% 'resión de vapor o más com(nmente presión de saturación es la presión a la que a cada temperatura la fase líquida y vapor se encuentran en equilibrio dinámico) su valor es independiente de las cantidades de líquido y vapor  presentes mientras e"istan ambas. !n la situación de equilibrio, las fases reciben la denominación de líquido saturado y vapor saturado !sta propiedad posee una relación inversamente proporcional con las *uerzas de tracción +ntermoleculares, debido a que cuanto mayor sea el módulo de las mismas, mayor deberá ser la cantidad de energía entregada ya sea en forma de calor u otra manifestación- para vencerlas y producir el cambio de estado. !l factor más importante que determina el valor de la presión de saturación es la propia naturaleza del líquido, encontrándose que en general entre líquidos de naturaleza similar, la presión de vapor a una temperatura dada es tanto menor  cuanto mayor es el peso molecular del líquido. ado que la presión de vapor es directamente proporcional a la temperatura, a medida que ésta aumenta la temperatura también se incrementará hasta llegar  a un punto crítico, en el cual el sistema de dos fases se convierte en un fluido homogéneo de una fase, si la presión sobre el líquido se mantiene invariable entonces puede calentarse el líquido hasta la temperatura a la que la presión del vapor /iguala/ a la presión del sistema. 0curriendo la vaporización$a presión de vapor es un parámetro importante para definir los límites de algunas operaciones en la industria, ya que nos proporciona, a la temperatura de operación, el rango de presiones donde una mezcla se encuentra en el equilibrio líquido1vapor. 2abe destacar que una sustancia pura costa de un diagrama de fases las cuales son# 3. Punto Crítico' donde los estados de líquido saturado y de vapor  saturado son iguales. en este punto dejan de coe"istir las fases4. Punto Triple' las tres fases de una sustancia pura coe"isten en equilibrio.

()todos #e (edición #e La Presión #e $apor #e Líquidos. !"isten varios métodos para medir la presión de vapor. !l más conocido es#

!l isoteniscopio. 2uando la presión e"terna es igual a la presión de vapor el manómetro de comparación, sumergido en el ba%o, debe tener la misma altura en las dos ramas. !s preciso, fle"ible y conveniente para la medición de las presiones de vapor de una sustancia en un intervalo amplio de temperaturas.

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!"isten dos métodos de medir la presión de vapor saturado, los cuales se atribuyen a 5egnault.

(!T%#% !LASTIC%. !l método elástico es más adecuado para líquidos que son volatines a temperatura ambiente. &e introduce una peque%a cantidad de líquido en uno de los tubos barométricos hasta que pueda verse una película de líquido en la parte superior del mercurio. !l espacio situado sobre el mercurio esta entonces saturado, de modo que la presión de vapor saturado viene dada por a diferencia de la altura entre los niveles del mercurio.

(!T%#% #INA(IC%. !l método dinámico es bastante más satisfactorio en un margen de temperaturas amplio. !l líquido se calienta en , que contiene algunos trocitos de porcelana porosa para evitar el calentamiento. $os termómetros situados en el vapor y en el líquido confirman que no se está produciendo una ebullición retrasada. !l vapor  se condensa y vuelve a caer dentro del matraz. &e lee la precisión del sistema en un manómetro de mercurio dando el deposito alguna estabilidad a la presión se observan fluctuaciones cuando se produce la ebullición-. &e hace baso en el recipiente atravesó de un sistema de purga mediante una bomba.

$a dificultad principal de este método radica en las fluctuaciones de presion violentas que tienden a producirse en la ebullición estas se hacen disminuir  mediante el deposito y el empleo de porcelana porosa, pero normalmente es necesario tomar una lectura de presion medida pusto que en cualquier instante la presion atraves del sistema esta lejos de ser uniforme.

(*T%#%S #! !STI(ACI"N #! LA PR!SI"N #! $AP%R

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!n intervalos de baja presión# 36 a 3766 mm8g !n intervalos de alta presión# 3766 mm8g hasta la presión critica !l método de estimación reducida de +irc,,off , el cual no es muy e"acto pero es muy fácil de usar, este arroja un má"imo porcentaje de error medio de 9.4: !l método de estimación de Frost-+al/arf-T,odors, es el mejor para compuestos orgánicos, el cual se hace por medio de 2álculos de tipo iterativo, y arroja un má"imo porcentaje de error medio de 7.3: !l método de estimación de Frost-+al/arf-T,odors, para intervalos de alta presión también requiere de cálculos iterativos, sin embargo es muy bueno y arroja un má"imo porcentaje de error medio de 3.7:. !stos métodos anteriores son métodos trabajados con ecuaciones reducidas para los cuales era necesario conocer tc' pc' t0.. pero e"isten muchísimos métodos diferentes tanto con ecuaciones reducidas como con ecuaciones semirreducidas y sin reducir. !l método de Riedel-Plan-(iller  es el mejor para compuestos inorgánicos y además es fácil de usar, este arroja un má"imo porcentaje de error medio de 7.4:

C%NCLUSI"N1 Una sustancia pura es una una mezcla homogénea o solamente fija, una sustacia pura cuantan con determinadas fases# solido, liquido o gas, y puede e"istir en diferentes fases dependiendo de la temperatura, presion o proceso en el que se encuentre, además e"istirán fases en las cuales no se distinga si es un liquido o un gas denominado punto crítico-, o donde simple y sencilla mente las fases se encuentren en equilibrio 'unto triple-. ;o olvidemos que la presión de vapor de una sustancia pura depende de la temperatura del sistema, de su peso y forma molecular los cuales definen el grado de volatilización-.

!"isten diferentes tipos de métodos de medición de la presión de vapor de líquidos pero no todos son e"actos y confiables. Uno de los métodos más confiable es el   isoteniscopio, ya que es preciso, fle"ible y conveniente para la medición de las presiones de vapor de una sustancia en un intervalo amplio de temperaturas, este debe de tener una presión e"terna igual a su presión de vapor.  demás e"isten dos métodos los cuales son atribuidos a Re2nault' el 3)todo el4stico  el cual es adecuado para líquidos que son volatines a temperatura ambiente. < el 3)todo din43ico el cual es bastante más satisfactorio en un margen de temperaturas amplio. !"isten varios métodos de estimación de la presión de vapor, los cuales arrojan un margen de error seg(n sea el compuesto para el cual se utilice ya sean para compuestos orgánicos o inorgánicos, un claro ejemplo es# !l método de estimación de Frost-+al/arf-T,odors, el cual es el mejor para compuestos orgánicos. !l método de Riedel-Plan-(iller  siendo el mejor inorgánicos.

para compuestos

!l método de esti3ación reducida de +irc,,off , el cual no es muy e"acto pero es muy fácil de usar  !l método de esti3ación de Frost-+al/arf-T,odors, para intervalos de alta presión. •

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y por (ltimo el método de estimación reducida de +irc,,off' el cual arroja un má"imo porcentaje de error medio de 9.4:.