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Fórmulas y ecuaciones de Antoine que ayudan al cálculo en termodinámica
Tipo: Diapositivas
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Docente: Ing. Rubí Nelly Magaña Macías. UNIVERSIDADES PARA EL BIENESTAR BENITO JUÁREZ GARCÍA SEDE: COATZACOALCOS, VERACRUZ INGENIERÍA QUÍMICA EN DESARROLLO DE LA INDUSTRIA PETROLERA Clave Institución 30UBBJ0039 Clave Licenciatura: 300546
Para un líquido cualquiera la vaporización va acompañada de absorción de calor y la cantidad de éste, para una temperatura y presión dadas, requeridas para evaporar cierto peso de líquido se conoce con el nombre de calor de vaporización y es la diferencia entre la entalpia del vapor saturado y la del líquido saturado. La presión ejercida por las moléculas de vapor en equilibrio con el líquido a una determinada temperatura se llama presión de vapor del líquido. La presión de vapor depende de la temperatura y de la clase del líquido, puesto que depende de la naturaleza de las interacciones entre las moléculas de la sustancia; un compuesto como el agua tiene una presión de vapor más baja que el éter porque las moléculas de agua tienen fuerzas de atracción intermolecular mayores que las moléculas del éter, por lo tanto el éter es más volátil que el agua.
El 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. Ecuación de Antoine Una ecuación empírica relativamente sencilla que correlaciona muy bien datos de presión de vapor-temperatura es la ecuación de Antoine:
Clasificación de soluciones Las soluciones pueden clasificarse en dos tipos: Ideales y no ideales. La mezcla ideal es un modelo de mezcla en el cual el volumen, la energía interna y la entalpía de la mezcla es igual a la suma de estas propiedades de los componentes puros, es decir, el cambio de volumen, de energía interna y la entalpía de mezclado es nula. Cuanto más se acerquen a estos valores los de una mezcla más ideal será ésta. Alternativamente una mezcla es ideal si su coeficiente de actividad es 1. Este coeficiente es el que mide la idealidad de las soluciones, simplifica enormemente los cálculos y se usa de referencia para las mezclas reales. Las soluciones ideales cumplen satisfactoriamente la ley de Raoult.
Ley de Raoult La presión de vapor de una disolución siempre es menor que la del disolvente puro. De esta forma la relación entre la presión de vapor de la disolución y la presión de vapor del disolvente depende de la concentración del soluto en la disolución. Esta relación entre ambos se formula mediante la Ley de Raoult la cual se enuncia como sigue: “ La presión parcial de un disolvente P 1 sobre una disolución ideal está dada por la presión de vapor del disolvente puro , multiplicada por la fracción molar del disolvente en la disolución x 1
En equilibrio Líquido–Vapor de una solución ideal, las presiones parciales de un componente obtenidas por la ley de gas ideal y por la ley de Raoult respectivamente, son iguales. Es decir:
¿Qué se entiende cuando se dice que una solución presenta una desviación positiva de la idealidad con referencia a la ley de Raoult? Consideremos un sistema binario formado por dos componentes A y B. Si las fuerzas intermoleculares entre las moléculas A y B son más débiles que las que existen entre las moléculas de A y entre las de B, se dice que existe una mayor tendencia para considerarse una mezcla real que en el caso de una solución ideal. En consecuencia, la presión de vapor de la solución es mayor que la predicha por la ley de Raoult para la misma concentración. Esta conducta da origen a la desviación positiva.
La figura 2.1 muestra una desviación positiva de la ley de Raoult:
El caso opuesto, en el que las interacciones intermoleculares son mayores en la disolución que en los líquidos puros, también es posible. Un caso muy frecuente es el de las disoluciones de sustancias que pueden formar entre sí enlaces por puentes de hidrógeno, pero no en los líquidos puros (ej. acetona-cloroformo). En cuyo caso 𝑃𝑖 < y 𝛾𝑖 < 1.
