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8/11/2019 Liquidos Parcialmente Miscibles y Diagramas Triangulares -Fisicoquimica I
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INSTITUTO TECNOLGICO DE MINATITLN
CATEDRATICO
PATRICIA DEL CRMEN RODRIGUEZ INGLES
MATERIA
FISICOQUIMICA I
INTEGRANTES DEL EQUIPO
MARTINEZ MARTINEZ FRANCISCO JAVIER
MARTINEZ SEVA OLIVER
OCHOA MARQUEZ OSCAR EDUARDO
8/11/2019 Liquidos Parcialmente Miscibles y Diagramas Triangulares -Fisicoquimica I
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PRESENTAN :
Tema 2.3
Lquidos parcialmente miscibles.Diagramas triangulares
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MISCIBILIDAD EN LIQUIDOS
Miscibilidad es un trmino usado en qumica que se refiere a lapropiedad de algunos lquidos para mezclarse en cualquierproporcin, formando una mezcla.
Dos lquidos se consideran parcialmente miscible si agitandovolmenes iguales de los lquidos juntos resultados en un meniscovisible entre las dos capas de lquido, pero los volmenes de las
capas no son idnticos a los volmenes de los lquidos aadidos.
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La miscibilidad en lquidos es funcin de latemperatura y de la presin , presentando diversos
comportamientos en funcin de la naturaleza qumicade la dos sustancias
Ntese que la temperatura del sistema afecta las composiciones
a las que ocurren las separaciones y la coalescencia de las fases,
debido a esto existen sistemas en los cuales la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura o viceversa.
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Anlisis del diagrama de miscibilidad
XB: es la composicin global dela mezcla
X2B: composicin de la fase 2
Donde
X1B: composicin de la fase 1
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DEFINICIONES Y LEY DE GIBBS
Sistema: Porcin de materia aislada en un recipiente inerte, real oimaginario.
Fases: Porcin homognea de un sistema que tiene caractersticasfsicas y qumicas uniformes. Para diferenciar dos fases en unsistema es suficientemente con que haya diferencias en sus
propiedades fsicas o qumicas
Ejemplo: Hielo y agua son dos fases (fsicamente) distintas.
Ejemplo: Un volumen de agua.
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Componente: Elemento o compuesto qumico estable en lascondiciones del proceso. Tambin podemos decir que es el menornumero de especies qumicas diferentes e independientes,necesario para describir la composicin de cada una de las
diferentes fases de un sistema.
Grado de libertad: Variable independiente que puedemodificarse hasta ciertos valores manteniendo el equilibriode un sistema.
Ejemplo: La composicin de una disolucin de sal comn enagua, se describe especificando que estn presentes doscomponentes, agua y sal comn.
Ejemplo: La temperatura
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REGLA DE LAS FASES O LEY DE GIBBS
En un sistema en el que hay Ccomponentes presentes en forma de Ffases, existen Lgrados de libertad, segn la siguiente expresin:
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Si consideramos la mezcla a P y T constante de dos lquidos A yB, en cantidades nA y nB, esta se producir cuando G disminuya,
es decir cuando la energa libre de la mezcla sea menor que laenerga libre de los dos componentes puros. As si definimosla energa libre de mezcla Gmezclacomo el cambio en la energalibre del sistema al llevar a cabo el proceso de mezclar amboslquidos
0 mezcla
A B A BA B A BG n n G n G n G
0 mezcla
A B A BA BG G G G Para 1 mol de mezcla
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En (a) la G mezcla es negativa en todo el
rango de composicin, por lo que amboslquidos son totalmente miscibles a lapresin y temperatura implicadas
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En (b) Gmezcla>0, por lo que ambos lquidos son inmiscibles, a laP y T de trabajo
En (c) se representa una situacin ms
compleja. Gmezcla
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Diagramas triangulares
Un diagrama ternario, diagrama triangular o mtodo del trianguloequiltero es la representacin grfica del comportamiento de unapropiedad caracterstica con relacin a la composicin de un sistemade tres o multicomponente, generalmente a presin y temperaturaconstantes
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Las lneas de este diagrama estn formados por los puntos queconfiguran los lugares geomtricos en los que el porcentaje de
una variable se mantiene constante. estas lneas las podemos
denominar lneas de proporcionalidad .
Elaboracin
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Para obtener una lnea que represente un porcentaje
determinado uno de los elementos considerados (A, B o C) se
traza una paralela en el lado opuesto al vrtice ocupado por
dicho componente de forma tal que sus extremos sean valores
deseados
cada componente se representa por un triangulo individual que al
unir los tres tringulos darn el 100% de cada componente
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Las lneas
perpendiculares
tienden a inclinarse
en un sentido ya seaderecho o izquierdo
debido a que estas
representan la
proporcionalidad del
compuesto A o C
respectivamente
Las lneas
horizontales
representaran
as misma la
proporcionalidad
del compuesto B
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De tal forma que al unir los trestringulos nos quedara as:
A
CB
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Proporcionalida
d en el
compuesto B
Proporcionalida
d en el
compuestoC
Proporcionalida
d en el
compuesto
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Cada vrtice del triangulo representa el 100% o la unidad delcomponente con que se designa
De esta manera podemos representar la concentracin en
cualquier punto de a mezcla
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En esta representacin de tringulo equiltero , cadavrtice A , B o C es un componente puro; en algunos casospuede indicar la relacin constante de dos componentes. Laescala que recorre cada uno de los lados del tringulo
seala la fraccin porcentual entre los componentes delsistema binario correspondiente
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En la figura , los vrtices A, B y C indican el 100 % de cadacomponente. La trayectoria AB indica que la proporcin delcomponente A disminuye mientras que la de B aumenta. De formaanloga, la trayectoria BCmuestra que la sustancia Bdisminuye yCaumenta. La trayectoria CA indica un aumento del componenteAo la disminucin del componente C
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Cualquier punto al interior del diagrama representa la composicin
global del sistema ternario, donde la suma de las fracciones de los
componentes est acotada por la siguiente ecuacin:
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EJEMPLO
Acido actico
Agua
Acetato de etilo
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Acido actico
Agua
Acetato de etilo
Acido actico 80%Agua 10%
Acetato de etilo 10%
Acido actico 80%
Acetato de etilo 10%
Agua 10%Los vrtices del
tringulo representan compuestos
puros, un punto sobre un
lado correspondera a una mezcla
binaria y un punto en el interior del
tringulo representara una mezcla
ternaria.
El punto representara
una mezcla Ternaria
debido a que estemismo se haya dentro
de las dimensiones del
triangulo
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Cuando los tres valores iniciales no suman 100, es necesariocalcular la proporcin:
Supongamos una mezcla de 3 lquidos cuyo volumen 235 ml y secompone de tres fracciones:
Acido acetico= 82 ml ; Tolueno= 104 ml ; benceno = 49 ml
235 ml 100%
82 mlX
= 34.8936
34.9
X(acido acetico)= 34.9
X(Tolueno)= 44.3
X(Benceno)= 20.8
100%
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Acido actico
Tolueno
Benceno Acido actico 34.9Tolueno 44.3%Benceno 20.8%
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TIPOS DE EQUILIBRIO LQUIDO-
LQUIDO
Existen distintos tipos
de equilbrio lquido-
lquido. Treybal
los clasific de acuerdo
con el nmero de
componentesparcialmente
miscibles o fases
presentes
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I, II y III
corresponden a
uno, dos y tres
pares de
componentes
parcialmente
miscibles
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El tipo isla y el tipo IV que dan lugar a tres fases lquidas
en equilibrio con solo dos pares de componentesparcialmente miscibles
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Aplicaciones de diagramas ternarios
Procesos de separacin y purificacin
* Ampliacin de la actividad de la enzima;
* Las reacciones de polimerizacin;
* La extraccin de cationes de metales;
* En el campo de la petroqumica;
* Biocombustibles;
* Industrias de azcar y alcohol;
* Zonas Farmacuticas;
* Cermica Industries;
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Las Trayectorias en los diagramas ternarios permiten el
seguimiento, diseo y registro de la variacin simultnea de laproporcin de los componentes y su condicin a lo largo dediferentes trayectorias, adems de indicar la regin y posicin sobreuna propiedad determinada cuando intervienen tres componentes enuna mezcla o el mostrar composiciones de equilibrio entre las fases.De esta forma, en la prctica cotidiana la adicin de terceros
componentes y el anlisis de trayectoria permiten conocer losdiferentes estadios en composicin y la forma de aproximacin alestado final.
Conclusin