La direccin del cambio qumico
II Unidad FQ I
Equilibrio en sistemas abiertos
Sesin 20
Equilibrio de Fases
Soluciones ideales
Sus caractersticas
Ecuaciones que se aplican
Curso de Fisicoqumica IUNI-FIQ
Objetivos de aprendizaje
Definir el equilibrio entre fases con ayuda del potencial qumico
(), para poder utilizar este concepto en el estudio de los procesos
de destilacin, extraccin y otros que dependen de este tipo de
equilibrio.
Describir (verbalmente y por medio de grficos) las
caractersticas de los sistemas ideales en equilibrio lquido-vapor,
utilizando la ley de Raoult.
Esto con el propsito de utilizar este conocimiento en la
interpretacin y anlisis de problemas de equilibrio L-V.
Referencias bibliogrficas y de sitios web
Levine, I. (2004) FISICOQUMICA. Vol. 1. Editorial Mc. Graw-Hill,
5ta ed., Cap. 7 y 9.
Smith-Van Ness (1994). Introduccin a la Termodinmica en
Ingeniera Qumica. Editorial Mc. Graw-Hill. 5ta. Ed.,. pg. 305 a
320.
Herrasti-Menndez (s.f.p.) Curso de Fundamentos de TD. Univ. de
Madrid. Tomado de
http://joule.qfa.uam.es/beta-2.0/temario/tema5/tema5.php
Equilibrio lquido-vapor de mezclas binarias
Caractersticas de las disoluciones ideales:
Estructuralmente soluto y disolvente son muy similares
Cada componente de la disolucin ejerce una presin de
vapor que es proporcional a su fraccin molar en el lquido y a la
presin de vapor del componente puro (a T)
Ley de Raoult
Pi = xiPi*
EQUILIBRIO DE FASES EN SISTEMAS
MULTICOMPONENTES
Consideraciones
sobre la mezcla:
Fase gas: Gases ideales
Fase lquida: disolucin ideal.
ilq. = ivap. y
jlq. = jvap.
Pi = xiPi*
Potencial qumico de un gas en una mezcla de
gases
Si xi=1
El potencial qumico de cada componente en
la disolucin ideal en fase lquida
Relaciones presin-composicin y
temperatura-composicin de una disolucin ideal.
En una disolucin ideal ambos componentes siguen la ley de
Raoult
P = P1 + P2 = x1P*1 + x2P*2 = x1P*1 + (1- x1)P*2 = P*2 + (P*1 -
P*2) x1
Suponiendo comportamiento ideal del vapor
= x1P*1
La relacin entre la P total y la fraccin molar en la fase
vapor (y1) vendr dada por
P*2 + (P*1 - P*2) x1
Mientras que la relacin entre la P total y la fraccin molar en
la fase lquida (x1) vendr dada por
El conocimiento de la P del sistema en funcin de las
fracciones
molares del lquido y el gas permite dibujar el diagrama de
la
presin frente a la composicin de ambos a T constante.
Como
y tambin:
x1 = y1PT/P*1
A solo lquido
P
PP
22
>
yx
1
T
2
T
3
T
4
T
*
2
*
1
*
2
1
P
P
P
P
x
T
-
-
=
