LABORATORIO DE FISICOQUIMICA II: Diagrama de Fases de un Sistema
BinarioObjetivos: Estudiar el comportamiento del sistema binario
KCl Agua Hallar las curvas de enfriamiento mediante la grfica
Temperatura vs Tiempo. Determinar las temperaturas de cambio de
fase que deben coincidir al comparar los termogramas de
enfriamiento y calentamiento. Con los puntos de congelacin
construir el diagrama de fases: Temperatura vs
Composicin.Fundamento Terico:Un diagrama de fase es un tipo de
grfico utilizado para mostrar las condiciones en las que distintas
fases termodinmicas de un sistema pueden ocurrir en equilibrio. Se
representa en funcin de variables que caracterizan el estado
intensivo del sistema fisicoqumico.El estudio introductorio de la
termodinmica se centra en sustancias puras o mezclas a composicin
constante. En este caso, el sistema es descripto por dos variables.
Un diagrama de fase tpico para estos sistemas, es el Presin vs.
Temperatura que muestra la Figura La lnea verde indica los puntos
de congelamiento. La azul los de ebullicin. La lnea punteada
muestra un comportamiento particular del agua.
La lnea verde indica los puntos de congelamiento. La azul los de
ebullicin. La lnea punteada muestra un comportamiento particular
del agua.
As, para determinada presin y temperatura, la sustancia o mezcla
constante puede estar en fase lquida, gaseosa o slida, o bien en un
punto crtico. Es decir, qu porcentaje o fraccin de la mezcla
corresponde a cada una de las dos sustancias del sistema. La
composicin habitualmente se mide en fraccin molar, fraccin masa, o
concentracin molar.
Para sistemas binarios (una mezcla de dos componentes) la
composicin (o, complementariamente, la densidad) se vuelve una
variable del sistema, cuya representacin grfica son curvas en el
espacio R3 (grfico tridimensional) como muestra la figura Un
diagrama P-T-x para un sistema binario de Tipo I. Para un
determinado estado T-P-x (x es composicin, en general expresada
como fraccin molar del compuesto ms voltil) el sistema se encuentra
en zonas de equilibrio vapor/lquido, lquido/lquido, vapor/slido,
lquido/slido u otros casos particulares.
Un diagrama P-T-x para un sistema binario de Tipo I.
La proyeccin ortogonal de estas curvas tridimensionales sobre
los planos correspondientes genera los grficos cartesianos
bidimensionales PT, Px, Tx (y sus anlogos para densidad) que son
tpicos de la bibliografa del tema. Un ejemplo de proyeccin
Temperatura vs. Composicin se muestra en la figura Un diagrama T-x
para un sistema binario, mostrando la lnea crtica y otras
informaciones.
Un diagrama T-x para un sistema binario, mostrando la lnea
crtica y otras informaciones.
El comportamiento termodinmico de los sistemas binarios no es
uniforme cualesquiera sean los compuestos de la mezcla. Existen
seis tipos de comportamiento, de los cuales los tipos I, II, III y
IV (enumerados en orden creciente de complejidad) son los ms
comunes (todos calculables a travs de GPEC). Esta complejidad
creciente del comportamiento se observa en la aparicin de
equilibrio lquido-lquido, lquido-lquido-vapor, lneas azeotrpicas,
etc.
Representacin de diagramas P-T para los primeros 4 tipos de
comportamiento.
Materiales y Equipos:
KCl
Agua Destilada
Etanol
Hielo
SalVial de vidrio con tapn
Probeta
TermmetroVaso precipitado 50ml
BaguetaCaja de Tecnopor
Cronometro
Obervaciones: Observamos que hemos usado el etanol para evitar
que el enfriamiento de nuestra muestra KCl-Agua se enfrie
rpidamente. Al momento de enfriar nuestro sistema binario cerca de
los -15C con un ligero movimiento podemos notar que parecen
cristalitos en casi toda la muestra.Conclusiones: Al momento de
enfriar nuestro compuesto binario a -15C y moverlo, se nota la
formacin de cristalitos, esto es debido a un sobre enfriamiento de
nuestra muestra. La grfica de enfriamiento de un sistema para
diferentes composiciones constituye la base para el anlisis
trmico.
Bibliografia: http://www.unlu.edu.ar/~qui10192/qi0020405.htm
http://fain.uncoma.edu.ar/prof_tec/mecanic/materiales/DiagramasEquilibrio.pdf
http://apuntescientificos.org/binarios-qfi.html
https://gpec2010.googlecode.com/svn/trunk/docs/_build/html/marco_teorico.html