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Temperatura Presion °F °C n-Hexano n-Octano 155.7 68.7 101 16 175 79.4 137 23 200 93.3 197 37 225 107.2 284 58 250 121.1 400 87 258.2 125.7 456 101 Solucion en a) P= 101 Tabla °C Xa Ya 68.7 1.00 1. 79.4 0.68 0. 93.3 0.40 0. 107.2 0.19 0. 121.1 0.04 0. 125.7 0.00 0. Problema 1.1.- En la tabal se dan las presiones de vapor del n-hexano, H y el n-octano, O. a) Suponiendo que son aplicables las leyes del Raoult y Dalton, construyanse graficas T-x-y y x-y para este sistema a 101kPa (1atm). b) Cuando se calienta un líquido que contiene 30% en moles de H, ¿Cual es la composición del vapor que inicialmente se forma a la temperatura del punto de burbuja?. c) Se toma la cantidad inicial (diferencial) de vapor formando en (b), se condensa hasta su punto de burbuja y se separa del líquido producido. Si este líquido se revaporiza, ¿Cuál es la composición del vapor que inicialmente se forma? Representar los procesos secuenciales (b) y (c) en los diagramas x-y y T-x-y. Ley de Raoult: 𝑃𝑎=𝑋𝑎 𝑃𝑎 𝑝𝑏=𝑝𝑏 (1−𝑋𝑏) Ley de Dalton: 𝑃=𝑋𝑎 𝑃𝑎+(1−𝑋𝑎)𝑃𝑏 𝑌𝑎=𝑃𝑎/𝑃 Calcular composición molar, Combinando en función de la presión. 𝑋𝑎=(𝑃−𝑃𝑏^ )/(𝑃𝑎^ −𝑃𝑏 ) 𝑌𝑎=𝑃𝑎/𝑃(𝑋_𝑎)
Solucion b) Solucion en c) 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1. 0 20 40 60 80 100 120 140 Xh Yh Composiciones Temperatura Con base a la curva de destilacion podemos obetner la composición del vapor (Yh) que nos da un valor de %68. Con base a la curva nos da un valor de %
Xh
Xh
60 0.70 0.80 0.90 1.00 1. X-Y
Obtener a) L/V= - 2/
Temperatura Presion Presion Sistema= 101 °C n-Hexano n-Octano 68.7 101 16 79.4 137 23 93.3 197 37 107.2 284 58 121.1 400 87 125.7 456 101 Xh Yh 1.00 1. 0.68 0. 0.40 0. 0.19 0. 0.04 0. 0.00 0. entacion F, de heptano-octano de composicion n de 1 atm determine: oriza el 60% mol de la alimentacion f =V/F=0.6. Ley de Raoult: 𝑃𝑎=𝑋𝑎 𝑃𝑎 𝑝𝑏=𝑝𝑏 (1−𝑋𝑏) Ley de Dalton: 𝑃=𝑋𝑎 𝑃𝑎+(1−𝑋𝑎)𝑃𝑏 𝑌𝑎=𝑃𝑎/𝑃 Calcular composición molar, Combinando en función de la presión. 𝑋𝑎=(𝑃−𝑃𝑏^ )/(𝑃𝑎^ −𝑃𝑏 ) 𝑌𝑎=𝑃𝑎/𝑃(𝑋_𝑎) 0.00 0.
Yh
P=
Ph= Po= Zh= F solucion a) Xn= 0. Yn= 0. L/V= ( Vh= yb= Ph=915mmHG F= 100mol Zh= 0. L= xb= Po=417mmHG PT=700mmHG TT=105°C Una mezcla de 100 moles molar de heptano, se som 105°C y presion contaste d a) Las composiciones del li b) El numero de moles que Las presiones de vapor del mmHg. Ecuaciones a utilizar: 𝑋_ 𝑎=( 𝑃 𝑃 𝑏− _ ^ )/( 𝑃 𝑎_ ^ − 𝑃 𝑏_ ) Se utiliza esta ecuacion ya que tenemos los datos, posteriormente se utiliza. 𝑌_ 𝑎 𝑃 𝑎 𝑃 𝑋= _ / ( _ 𝑎)
Calculo de composiciones de liquido y vapor:
700 mmHg 915 mmhg 417 mmhg
100 mol Una mezcla de 100 moles de heptano y octano de composicion de 0.65 en fraccion molar de heptano, se somete a destilacion cerrada a temperatura constante de 105°C y presion contaste de 700mmHg. a) Las composiciones del liquido y del vapor en equilibrio. b) El numero de moles que quedan enla caldera y los que pasan al estado de vapor. Las presiones de vapor del heptano y del octano a 105°C son 915mmHg y 417 mmHg. s a utilizar: que tenemos los datos,
es de liquido y vapor:
Solucion c) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
X Ecuaciones: 𝑓=𝑉/𝐹=2/ 𝑓∗𝐹=𝑉 Sutituyendo datos: (2/3)∗(1000)=666. Obtenemos V 𝑉=666. Convierte en fraccion: 𝑽=((𝟔𝟔𝟔.𝟔𝟔𝟔)/𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎)=𝟎.𝟔𝟔𝟔𝟔 Teniendo V 𝐹=𝐿+𝑉 𝐹−𝑉=𝐿 Sutirtuyendo 𝐿=1000−666. 𝑳=𝟑𝟑𝟑.𝟑𝟑𝟑 Conviertiendo en fraccion: 𝑳=((𝟑𝟑𝟑.𝟑𝟑𝟑)/𝟏𝟎𝟎𝟎)=𝟎.𝟑𝟑𝟑 Ecuaciones: 𝑓=𝑉/𝐹=2/ 𝑓∗𝐹=𝑉 Sutituyendo datos: (2/3)∗(100)=66. Obtenemos V 𝑽=𝟔𝟔.𝟔𝟔 Convirtiendo en fraccion: 𝑽=((𝟔𝟔.𝟔𝟔)/𝟏𝟎𝟎)=𝟎.𝟔 Teniendo V 𝐹=𝐿+𝑉 𝐹−𝑉=𝐿 Sutirtuyendo 𝐿=100−66. 𝑳=𝟑𝟑.𝟑𝟑 Convirtiendo en fraccion: 𝑳=(𝟑𝟑.𝟑𝟑)/𝟏𝟎𝟎=𝟎.𝟑𝟑
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0
1 Colu X Y
V
y L x
a. Sistema Agua(A)-Glicerol(B) P=101.3kPa Datos de Chen Thomson, J. Chem. Eng. Data, 15, 471(1970) Temperatura Ya Xa α 100.0 1.0000 1. 104.6 0.9996 0.8846 333. 109.8 0.9991 0.7731 332. 128.8 0.9980 0.4742 544. 148.2 0.9964 0.3077 627. 175.2 0.9898 0.1756 456. 207.0 0.9804 0.0945 481. 244.5 0.9341 0.0491 275. 282.5 0.8308 0.0250 191. 290.0 0.0000 0. b. Sistema Metanol(A)-Agua(B) P=101.3kPa Datos de J. G: Dunlop, M,S; Tesis. Broklyn Polytecnic Intitute (1948) Temperatura Ya Xa α 64.5 1.0000 1. 66.0 0.9580 0.900 2. 69.3 0.8700 0.700 0. 73.1 0.7790 0.500 3. 78.0 0.6650 0.300 4. 84.4 0.5170 0.150 6. 89.3 0.3650 0.080 6. 93.5 0.2300 0.040 7. 100.0 0.0000 0.000 0 b. Sistema Metanol(A)-Meta-xileno(B) P=101.3kPa
Datos de Kato, Sato y Hirata, J.Chen. Eng., Jpn., 4,305(1970) Temperatura Ya Xa α 138.335 1.0000 1. 138.491 0.8033 0.800 1. 138.664 0.6049 0.600 1. 138.795 0.4049 0.400 1. 138.943 0.2032 0.200 1. 139.088 0.0000 0.
