Práctica-No.-6 Azeótropo

UNIVERSIDAD NACIONAL  AUTÓN  AUTÓNOMA OMA DE MÉXICO MÉXICO FES Cuautitlán

Equilibrio Qu!i"o

 #ro$%& 'uana Cabr(ra )(rnán*(+ Cort(, M(n*o+a Ana"ar(n Dia+ )(rnan*(+ -ran*o Alan Martin(+ Ro*ri.u(+ Alba /ua*alu0( Vall(1o /u(rr(ro /u(r r(ro )("tor )("t or '(,u,

In.(ni(ra Qu!i"a R(0ort( A"ti2i*a*  E30(ri!(ntal No%45 6A7EÓTRO#O8

Objetivos Obtener datos experimentales del equilibrio líquido vapor, para una mezcla binaria ideal y construir el diagrama de equilibrio T vs X.

Introducción Un azeótropo es una mezcla líquida de dos o más componentes que poseen un nico punto de ebullición constante y !"o, y que al pasar al estado vapor se comporta como un líquido puro, o sea como si #uese un solo componente. Un azeótropo, puede $ervir a una temperatura superior, intermedia o in#erior a la de los constituyentes de la mezcla, permaneciendo el líquido con la misma composición inicial, al igual que el vapor, por lo que no es posible separarlos por destilación simple. %l azeótropo que $ierve a una temperatura máxima se llama azeótropo positivo y el que lo $ace a una temperatura mínima se llama azeótropo negativo. %n Termodinámica, la actividad es una medida de una &concentración e#ectiva& de una especie. 'urge debido a que las mol(culas en un gas o solución no ideal interactan unas con otras. )a actividad no tiene dimensiones. 'e $ace adimensional utilizando la #racción molar para su cálculo. )a actividad depende de la temperatura, presión y composición. *ara los gases, la presión e#ectiva parcial se suele re#erir como #ugacidad. %stados de +e#erencia. . %l estado normal más comn y más til es el estado de componente puro -gas, líquido, sólido a la misma temperatura, presión y #ase de la mezcla. *ara la actividad de una solución ideal y estado normal/ f i ^

ai=

γ i=1

f i °

*or lo tanto %ntonces

ai= xi

γ i=

 a i  X i

Procedimiento experimental 0 *reparamos las soluciones/ Muestra

a

b

c

d

e

f

g

h

i

V  H  O / mL 1.2

1.

1.2

1.2

1.2

1.3

1.4

1.5

.

V C   H  OH /

.6

.5

.2

1.7

1.7

1.5

1.5

1.4

2

3

3.6

7

20 8edimos el índice de re#racción de cada una de las soluciones y del agua y del propanol puros. 30 9rmamos el micro :it de destilación de la siguiente manera /

;0 espu(s con las masas molares se obtuvo en nmero de moles/

 M  H  O=18 2

g mol

 M C   H  OH =60 3

ni=

7

g mol

 m i  M i

'ustituyendo n H  O = 2

1.197 g

g 18 mol

nC   H  OH = 3

7

= 0.0665 .mol

0.632 g

g 60 mol

=.0105 mol

 B por ltimo con el nmero de moles se obtiene la #racción mol/  X i=

ni nT 

'ustituyendo  X  H  O = 2

( 0.0665 mol ) +( 0.0105 mol )

 X C   H  OH = 3

0.0665 mol

 

7

 

= 0.8636

0.0105 mol

( 0.0665 mol )+( 0.0105 mol )

=0. 1364

MUESTRA E *rimero se obtiene la masa con los volmenes y las densidades de la muestra/ mi= ρi V i

'ustituyendo m H  O= 2

(

.99786

(

mC   H  OH = 3

7

.790

g mL

)(

g mL

1 mL

)(

)=.9979 g

1 mL

)=0.79 g

>espu(s con las masas molares se obtuvo en nmero de moles/  M  H  O=18 2

g mol

 M C   H  OH =60 3

ni=

7

g mol

 m i  M i

'ustituyendo n H  O = 2

.9979 g

g 18 mol

nC   H  OH = 3

7

= 0 . 0554 mol

  0.79 g

g 60 mol

=.0132 mol

 B por ltimo con el nmero de moles se obtiene la #racción mol/  X i=

'ustituyendo  X  H  O = 2

 

0.0554 mol

( 0.0554 mol )+( 0.0132 mol )

=0. 8076

ni nT 

 X C   H  OH = 3

7

0.0132 mol

 

( 0.0554 mol ) +( 0.0132 mol )

=0. 1924

MUESTRA " *rimero se obtiene la masa con los volmenes y las densidades de la muestra/ mi= ρi V i

'ustituyendo m H  O= 2

(

.99786

(

mC   H  OH = 3

7

.790

g mL

)(

g mL

.8 mL

)(

) =0.7983 g

1 .2 k mL

) =0. 948 g

>espu(s con las masas molares se obtuvo en nmero de moles/  M  H  O=18 2

g mol

 M C   H  OH =60 3

ni=

7

g mol

 m i  M i

'ustituyendo n H  O = 2

.7983 g

g 18 mol

nC   H  OH = 3

7

= 0.04435 mol

0.948 g

g 60 mol

=.0158 mol

 B por ltimo con el nmero de moles se obtiene la #racción mol/

 X i=

ni nT 

'ustituyendo  X  H  O = 2

( 0.0 4 435 mol ) +( 0.0158 mol )

 X C   H  OH = 3

0.04435 mol

 

7

= 0.7373

0.0158 mol

 

( 0.04435 mol )+( 0.0158 mol )

=0. 2627

MUESTRA # *rimero se obtiene la masa con los volmenes y las densidades de la muestra/ mi= ρi V i

'ustituyendo m H  O= 2

(

.99786

(

mC   H  OH = 3

7

.790

g mL

)(

g mL

.6 mL

)(

)=0 .5987 . g

1 .4 mL

)=1.106 g

>espu(s con las masas molares se obtuvo en nmero de moles/  M  H  O=18 2

g mol

 M C   H  OH =60 3

ni=

7

g mol

 m i  M i

'ustituyendo

n H  O = 2

.5987 g

g 18 mol

nC   H  OH = 3

7

= 0.0328 mol

1.106 g

g 60 mol

=.0184 mol

 B por ltimo con el nmero de moles se obtiene la #racción mol/  X i=

ni nT 

'ustituyendo  X  H  O = 2

( 0.0328 mol ) +( 0.0184 mol )

 X C   H  OH = 3

0.0328 mol

 

7

 

=0. 6406

0.0184 mol

( 0.0328 mol )+( 0.0184 mol )

= 0.3594

MUESTRA $ *rimero se obtiene la masa con los volmenes y las densidades de la muestra/ mi= ρi V i

'ustituyendo m H  O= 2

(

.99786

(

mC   H  OH = 3

7

.790

g mL

)(

g mL

.4 mL

)(

)=0. 3991 g

1 .6 mL

)=1.264 g

>espu(s con las masas molares se obtuvo en nmero de moles/

 M  H  O=18 2

g mol

 M C   H  OH =60 3

ni=

7

g mol

 m i  M i

'ustituyendo n H  O = 2

. 3991 g =0. 0228 mol g 18 mol

nC   H  OH = 3

7

1.264 g

g 60 mol

=.0 2107 mol

 B por ltimo con el nmero de moles se obtiene la #racción mol/  X i=

ni nT 

'ustituyendo  X  H  O = 2

( 0.0228 mol ) +( 0.02107 mol )

 X C   H  OH = 3

7

0.0228 mol

 

 

=0.5197

0.0228 mol

( 0.0228 mol )+( 0.02107 mol )

=0. 4803

MUESTRA I *rimero se obtiene la masa con los volmenes y las densidades de la muestra/

mi= ρi V i

'ustituyendo m H  O= 2

(

.99786

(

mC   H  OH = 3

7

.790

g mL

)(

g mL

.2 mL

)(

)= 0.1996 g

1 .8 mL

) =1.422 g

>espu(s con las masas molares se obtuvo en nmero de moles/  M  H  O=18 2

g mol

 M C   H  OH =60 3

ni=

7

g mol

 m i  M i

'ustituyendo n H  O = 2

. 1996 g =0. 01109 mol g 18 mol

nC   H  OH = 3

7

1.422 g

g 60 mol

=.02403 mol

 B por ltimo con el nmero de moles se obtiene la #racción mol/  X i=

ni nT 

'ustituyendo  X  H  O = 2

 

0.01109 mol

( 0.01109 mol ) +( 0.02403 mol )

=0.5197

 X C   H  OH = 3

7

 

0.02403 mol

( 0.01109 mol ) +( 0.02403 mol )

= 0.6842

 B así se realiza para las demás soluciones, los valores se pueden observar en la siguiente tabla

8uestr a

C 3 H 7 O a

1

 X  H  O 2

 X C   H  OH   3

7

. 5=;3 . 124=

b

c

d

e

#

g

$

i

. 2172 . =57

. 3165 . 653

. ;22 . 47=7

. 426 . ;1=;

. 62 . 377

. =113 . 255=

. 71=5 . 52

. 5124 . 15=4

)a grá!ca de la #racción mol de agua C vs  X  H  O  es la siguiente/ 2

H 2

 1

.35 #-x D 0 1.xE3 F 1.17 xE2 0 1.13x F .35

.37 .3= .36 .34

C

.3; .33 .32 .3 .3

1

1.

1.2

1.3

1.;

1.4

1.6

1.=

1.7

1.5



Xagua

)os valores de la grá!ca se a"ustan a la siguiente ecuación/ 3

2

η=−0.1016  X  + 0.0785 X  −0.0259  X + 1.3856