Construcción Del Diagrama De Fases Para El Ciclohexano 5h187

CONSTRUCCION DE DIAGRAMA DE FASES PARA EL CICLOHEXANO I. OBJETIVO GENERAL Interpretar el diagrama de fases de una sustancia pura, construido a partir de datos de presión y temperatura obtenidos a través de diferentes métodos. II. OBJETIVOS PARTICULARES a) Comprender la información que proporcionan la regla de las fases de Gibbs y la ecuación de Clausius-Clapeyron. b) Distinguir los equilibrios entre las diferentes fases (sólido, líquido, vapor). c) Deducir las propiedades termodinámicas involucradas en la transición de fases. III.PROBLEMA Construir el diagrama de fases del ciclohexano a partir de datos obtenidos en la literatura, experimentales y calculados.

DATOS, CALCULOS Y RESULTADOS Calcular la temperatura (T2) en un punto de equilibrio L-V cercano a la temperatura de ebullición normal.

Calcular la temperatura (T2) en un punto de equilibrio L-V cercano a la temperatura de ebullición obtenida a la presión atmosférica del lugar de trabajo.

Calcular una temperatura (T2) en un punto de equilibrio S-V.

Entalpia de vaporización.

Tabla 1. Datos experimentales, reportados y calculados, para las diferentes transiciones de fase EQUILIBRIO PROCESO S-L punto de Datos fusión experimentales L-V punto de ebullición S-L-V punto triple S-L Punto de fusión normal Datos teoricos L-V Punto de

P (mmHg) 586 mmHg

T (K) 280.35 K

T (ºC) 7.2 ºC

586 mm Hg

344.65 K

71.5 ºC

540 mmHg 760 mmHg

279.65 K 279.65 K

6.5 ºC 6.5 °C

760 mmHg

353.89 K

80.74 °C

ebullición normal fluido supercrítico Datos Calculados

L-V

Evaporación

S-V

Sublimación

30650.79 mmHg

553.82 K

280.67 ºC

730 mmHg 710 mmHg 680 mmHg 30 mmHg 20 mmHg 10 mmHg

352.557 K 351.557 K 350.233 K 279.218 K 278.483 K 277.235 K

79.4 ºC 78.4 ºC 77.08 ºC 6.07 ºC 5.33 ºC 4.08 ºC

Tabla 2. Datos de la tabla 1 en orden decreciente de presión. L-V P (mmHg) 586 mm Hg 680 mmHg 710 mmHg 730 mmHg 760 mmHg

L-S T (K) 344.65 K 350.233 K 351.557 K 352.557 K 353.89 K

P (mmHg) 586 mmHg 760 mmHg

S-V T (K) 280.35 K 279.65 K

P (mmHg) 10 mmHg 20 mmHg 30 mmHg

T (K) 277.235 K 278.483 K 279.218 K

ANALISIS DE RESULTADOS 1. Calcular el número de grados de libertad en el diagrama de fases del ciclohexano indicados en la tabla 3 y explicar su significado. TABLA 3. Grados de libertad calculados para distintas regiones del diagrama de fases del ciclohexano.

Area

FASES (F)

Grado de libertad L=CF+2

Significado

1

2=1-1+2

Cualquier valor de presión contra temperatura que este

sobre cualquier área; ya sea solido, gas o liquido presentará únicamente la fase correspondiente. Teniendo como un máximo de dos variables, determinadas con el grado de libertad Sobre la línea

2

1=1-2+2

Valores restringidos por el límite de las líneas donde se encuentran 2 fases ya sea liquido-vapor, vapor-solido, solido-gas; respecto a una función (generalmente una recta). Valor máximo de variables: 1, determinada por los grados de libertad

Punto Triple

3

0=1-3+2

En este punto coexisten las 3 fases liquido gas y solido. Sistema restringido donde sólo la presión y temperatura determinada consiguen los tres estados. Ningún grado de libertad.

L=C-F+2 L= Grados de libertad F=1, 2 o,3 Fases C= numero de compuestos 2= Variables: Presión y Temperatura

CONCLUSIONES Un diagrama de fases nos ofrece información relevante sobre el estado de una substancia y los equilibrios físicos que tiene a cierta temperatura y presión. La ecuación de clausiusclapeyron nos permite, sabiendo los valores de entalpia, construir el diagrama de fases asignando valores de presión y temperatura para graficar. Los datos obtenidos experimentalmente también se usaran junto a los teóricos en la construcción de este diagrama, pues normalmente se presentaran, dependiendo el lugar, con una diferente presión. Diagramas de esta naturaleza se utilizan en la industria para conocer en qué condiciones de presión y temperatura se presenta un estado físico y asi encontrar la combinación más conveniente para algún propósito particular.

MANEJO DE RESIDUOS El agua usada en el experimento se desecha por la tarja o ser reutilizada en algún otro experimento o actividad; y como el hielo usado para enfriar el agua no fue contaminado con sal, puede regresarse al contenedor. El ciclo hexano se regresa al contenedor y como se ha usado, la próxima vez que se utilizara como reactivo técnico.

BIBLIOGRAFIA • Castellan, G. (1987). Fisicoquimica. 2da Edicion, Addison-Wesley Iberoamericana, USA. pp. 93, 94, 258, 277, 285, 290.