Trabajo de investigacinPresin de Vapor de Sustancias Puras, Mtodos de Medicin y Estimacin

SUSTANCIAS PURASUna sustancia pura es aquella cuya composicin qumica es fija u homognea se caracterizan porque tienen una composicin qumica constante y es la misma en todas sus fases.Una sustancia puede tener varias fases con estructuras moleculares diferentes, la cual se identifica como un arreglo molecular distinto, homogneo en su totalidad y separado de las dems fases por medio de superficies identificables.A nivel molecular, los enlaces moleculares del estado slido son ms fuertes que el estado lquido y este que el estado gaseoso. Existen tres fases principales para una sustancia pura estas son: slida, liquida y gaseosa.Fase SlidaLas molculas estn separadas por pequeas distancias, existen grandes fuerzas de atraccin, las molculas mantienen posiciones fijas, unas con respecto a las otras. Su oscilacin depende de la temperatura.

Fase Lquida.El espaciamiento molecular es parecido al de la fase slida, excepto que las molculas ya no mantienen posiciones fijas entre s. Las molculas flotan en grupos.Fase Gaseosa. Las molculas estn bastante apartadas unas de otras y no existe un orden molecular, estas se mueven de forma desordenada en continuo choque entre ellas y con el recipiente que las contiene.

Una sustancia pura puede existir en diferentes fases dependiendo del proceso.

LA PRESIN DE VAPOR DE UN LIQUIDO PUROPresin de vapor o ms comnmente presin de saturacin es la presin a la que a cada temperatura la fase lquida y vapor se encuentran en equilibrio dinmico; su valor es independiente de las cantidades de lquido y vapor presentes mientras existan ambas. En la situacin de equilibrio, las fases reciben la denominacin de lquido saturado y vapor saturadoEsta propiedad posee una relacin inversamente proporcional con las Fuerzas de Atraccin Intermoleculares, debido a que cuanto mayor sea el mdulo de las mismas, mayor deber ser la cantidad de energa entregada (ya sea en forma de calor u otra manifestacin) para vencerlas y producir el cambio de estado. El factor ms importante que determina el valor de la presin de saturacin es la propia naturaleza del lquido, encontrndose que en general entre lquidos de naturaleza similar, la presin de vapor a una temperatura dada es tanto menor cuanto mayor es el peso molecular del lquido.Dado que la presin de vapor es directamente proporcional a la temperatura, a medida que sta aumenta la temperatura tambin se incrementar hasta llegar a un punto crtico, en el cual el sistema de dos fases se convierte en un fluido homogneo de una fase, si la presin sobre el lquido se mantiene invariable entonces puede calentarse el lquido hasta la temperatura a la que la presin del vapor "iguala" a la presin del sistema. (Ocurriendo la vaporizacin)La presin de vapor es un parmetro importante para definir los lmites de algunas operaciones en la industria, ya que nos proporciona, a la temperatura de operacin, el rango de presiones donde una mezcla se encuentra en el equilibrio lquido-vapor.Cabe destacar que una sustancia pura costa de un diagrama de fases las cuales son:1. Punto Crtico, donde los estados de lquido saturado y de vapor saturado son iguales. (en este punto dejan de coexistir las fases)2. Punto Triple, las tres fases de una sustancia pura coexisten en equilibrio.

Mtodos De Medicin De La Presin De Vapor De Lquidos.Existen varios mtodos para medir la presin de vapor. El ms conocido es:El isoteniscopio.Cuando la presin externa es igual a la presin de vapor el manmetro de comparacin, sumergido en el bao, debe tener la misma altura en las dos ramas. Es preciso, flexible y conveniente para la medicin de las presiones de vapor de una sustancia en un intervalo amplio de temperaturas.

Existen dos mtodos de medir la presin de vapor saturado, los cuales se atribuyen a Regnault.

METODO ELASTICO.El mtodo elstico es ms adecuado para lquidos que son volatines a temperatura ambiente. Se introduce una pequea cantidad de lquido en uno de los tubos baromtricos hasta que pueda verse una pelcula de lquido en la parte superior del mercurio. El espacio situado sobre el mercurio esta entonces saturado, de modo que la presin de vapor saturado viene dada por a diferencia de la altura entre los niveles del mercurio.METODO DINAMICO.El mtodo dinmico es bastante ms satisfactorio en un margen de temperaturas amplio.El lquido se calienta en A, que contiene algunos trocitos de porcelana porosa para evitar el calentamiento. Los termmetros situados en el vapor y en el lquido confirman que no se est produciendo una ebullicin retrasada. El vapor se condensa y vuelve a caer dentro del matraz. Se lee la precisin del sistema en un manmetro de mercurio dando el deposito alguna estabilidad a la presin (se observan fluctuaciones cuando se produce la ebullicin). Se hace baso en el recipiente atraves de un sistema de purga mediante una bomba.La dificultad principal de este mtodo radica en las fluctuaciones de presion violentas que tienden a producirse en la ebullicin estas se hacen disminuir mediante el deposito y el empleo de porcelana porosa, pero normalmente es necesario tomar una lectura de presion medida pusto que en cualquier instante la presion atraves del sistema esta lejos de ser uniforme.

MTODOS DE ESTIMACIN DE LA PRESIN DE VAPOR

En intervalos de baja presin: 10 a 1500 mmHg En intervalos de alta presin: 1500 mmHg hasta la presin critica El mtodo de estimacin reducida de Kirchhoff, el cual no es muy exacto pero es muy fcil de usar, este arroja un mximo porcentaje de error medio de 3.2% El mtodo de estimacin de Frost-Kalkwarf-Thodors, es el mejor para compuestos orgnicos, el cual se hace por medio de Clculos de tipo iterativo, y arroja un mximo porcentaje de error medio de 5.1% El mtodo de estimacin de Frost-Kalkwarf-Thodors, para intervalos de alta presin tambin requiere de clculos iterativos, sin embargo es muy bueno y arroja un mximo porcentaje de error medio de 1.5%. Estos mtodos anteriores son mtodos trabajados con ecuaciones reducidas para los cuales era necesario conocer tc, pc, tb..pero existen muchsimos mtodos diferentes tanto con ecuaciones reducidas como con ecuaciones semirreducidas y sin reducir. El mtodo de Riedel-Plank-Miller es el mejor para compuestos inorgnicos y adems es fcil de usar, este arroja un mximo porcentaje de error medio de 5.2%

CONCLUSIN:Una sustancia pura es una una mezcla homognea o solamente fija, una sustacia pura cuantan con determinadas fases: solido, liquido o gas, y puede existir en diferentes fases dependiendo de la temperatura, presion o proceso en el que se encuentre, adems existirn fases en las cuales no se distinga si es un liquido o un gas (denominado punto crtico), o donde simple y sencilla mente las fases se encuentren en equilibrio (Punto triple). No olvidemos que la presin de vapor de una sustancia pura depende de la temperatura del sistema, de su peso y forma molecular (los cuales definen el grado de volatilizacin).Existen diferentes tipos de mtodos de medicin de la presin de vapor de lquidos pero no todos son exactos y confiables.Uno de los mtodos ms confiable es el isoteniscopio, ya que es preciso, flexible y conveniente para la medicin de las presiones de vapor de una sustancia en un intervalo amplio de temperaturas, este debe de tener una presin externa igual a su presin de vapor.Adems existen dos mtodos los cuales son atribuidos a Regnault, el mtodo elstico el cual es adecuado para lquidos que son volatines a temperatura ambiente. Y el mtodo dinmico el cual es bastante ms satisfactorio en un margen de temperaturas amplio.Existen varios mtodos de estimacin de la presin de vapor, los cuales arrojan un margen de error segn sea el compuesto para el cual se utilice ya sean para compuestos orgnicos o inorgnicos, un claro ejemplo es:El mtodo de estimacin de Frost-Kalkwarf-Thodors, el cual es el mejor para compuestos orgnicos.El mtodo de Riedel-Plank-Miller siendo el mejor para compuestos inorgnicos.El mtodo de estimacin reducida de Kirchhoff, el cual no es muy exacto pero es muy fcil de usarEl mtodo de estimacin de Frost-Kalkwarf-Thodors, para intervalos de alta presin. y por ltimo el mtodo de estimacin reducida de Kirchhoff, el cual arroja un mximo porcentaje de error medio de 3.2%..