Leda Pernett Bolao, M. Sc.Universidad del AtlnticoPrograma de Ingeniera QumicaBalance de MateriaGases y Vapores

Explicar con sus propias palabras el significado de: a) ecuacin de estado b) que significa presumir comportamiento de gas ideal c) condiciones estndar de P y T d) presin parcial.Dados tres de algunos de las variables P, V, n o T para un gas ideal, calcular la cuarta directamente a partir de la ecuacin de gases ideales o a partir de la conversin de las condiciones estndar.Explicar el significado de 40 SCFH o de 35 SCMH.Objetivos

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Gases Ideales

Gases IdealesLas molculas son esfricasLas molculas ocupan un volumen despreciable comparado con el volumen ocupado por el gas.Las molculas no ejercen fuerzas entre s.El choque entre ellas es completamente elstico

Ecuacin Gas IdealPV=nRT

P= presin absoluta del gasV= volumen (o flujo volumtrico)n= moles ( o flujo molar)T= temperaturaR= constante de los gases, cuyas unidades depende de las unidades de P, T, V y n.

RT/P > 5 L/molgases diatmicosSe incurre en unRT/P > 20 L/molotros gaseserror < 1%}

Condiciones Estndar Gases IdealesSI SAIT273K (0C)492R (32F)P1 atmsfera 1 atmsfera (101,325 Pa)V22.4 m3/kgmol359.1 ft3/lbmolSCM Standard Cubic MetersSCF Standard Cubic FeetSCMH Standard Cubic Meters per Hour18 SCMH 18 m3/h @ 273K (0C) y 1 atmsfera

Presin ParcialMedidor de presinTemperatura constantenBnCnA

Ley de DaltonPV= nRTPAV= nARTPAV=PVnARTnRTPA=PnAnPA=PPA= yAPyAPAPPBPPCP++=1 Pi = P

Volumen ParcialTemperatura constanteP constante

Ley de AmagatPV= nRTPVA= nARTPVA=PVnARTnRTVA=VnAnVA=VVA= yAVyAVAVVBVVCV++=1 Vi = V

Equilibrio de fases de un componente puro: presin de vaporDefinir y explicar trminos como presin de vapor, equilibrio de un componente puro y gas no condensable.Calcular la presin de vapor de una sustancia pura travs de la ecuacin de Antoine y a partir de las grficas de Cox.Definir gas saturado y calcular la presin parcial de los componentes de un gas ideal saturado.Determinar temperatura de punto de roco de un vapor en un gas saturado.

Propiedades FsicasPor destilacin: punto de ebullicin del metanol < punto de ebullicin del benceno.El benceno congela a 5.5C, mientras que el metanol lo hace a 97C.Por ltimo, es posible poner la mezcla lquida en contacto con un solvente que disuelve uno de los componentes, pero que resulta inmiscible con el otro. Posteriormente es posible separar las dos fases que se forman (extraccin lquida).

Sustancia PuraLa composicin qumica es constante y no varaPuede existir en equilibrio como slido, lquido o vapor y su composicin qumica en cada fase es la misma @ P y TCiertas condiciones de presin y temperatura pueden existir 2 y hasta 3 fases

Ejemplo: agua130C y 100 mm Hg Gas-40C y 10 atm Slido100C y 1 atm Gas o lquido o una mezcla de ambos.0.0098C y 4.58 mm Hg Gas, lquido o slido o una mezcla de los tres

Presin de vaport < 0P ~ 0T = 25Ct = 0P ~ 0T = 25Ct = P = Pv(T)T = 25C

Sistema para medir presin de vapor de una sustancia pura

Velocidad de evaporacin vs. Velocidad de condensacin

Diagrama P-TPresinTemperaturaLquidoSlidoVaporLnea de vaporizacino equilibrio L-VLnea de fusino equilibrio S-LLnea de sublimacino equilibrio V-SPunto tripleRegin fluidosupercrticoPunto crticoPcTcGasVapor

Puentes de hidrgeno en el hielo

Densidad del agua

Diagrama P-VPresinVolumen especficoPcT1T2Lquido-VaporLquidoSlido-LquidoSlidoSlido-VaporTcRegin fluidosupercrticoLnea de vaporsaturadoPuntoCrticoLnea de punto tripleLnea de lquidosaturadoVapor

Procesos a T y P constantes

Trminos importantesPv(T)TPTebP= 1 atmTeb norm.{Grados desobrecalentamiento

Calidad

Clculo de P. de vaporGrficas de CoxEcuacin de Antoine:T= TemperaturaPv(T)= Presin de vapor a la temperatura TA, B y C son constantes que dependen de cada sustancia.

Diagrama de Cox

Presin de vapor

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