Ley de Roult

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10/25/2007

Sistemas en equilibrio

Cantidad termodinmica Potencial qumico Fugacidad parcial Coeficientes de fugacidad especie pura Coeficientes de fugacidad mezcla

Definicin

G i = NPT , ,N

Significado fsico Rapidez de cambio de la energa Gibbs Presin termodinmica Desviacin de la fugacidad c/r a la P Desviacin de la fugacidad con respecto a la presin y composicin Presin termodinmica relativa Desviacin c/r a la idealidad

Valor Gas ideal y solucin ideal

j

fi = Ce

i RT

f iv = Pyi f iL = Pxi

i =iv = iL =

fi Pfiv yi P fiL xi P

iv = 1, iL = iv = 1, iL =aiv = yi aiL = xi

Pi s P Pi s P

Actividad

ai =

fi fi o

Coeficiente de actividad

iv =

aiv a , iL = iL yi xi

iv = iL = 1

1

10/25/2007

Valores K Es la relacin entre las fracciones molares de una especie presente en dos fases al equilibrio. Para vapor-liquido

Ki = Para dos lquidos inmiscibles

yi xix1 i xi2

K Di =

Para separaciones que involucran mas de un componente, los factores de separacin estn definidos por relacin de equilibrios

ij =

Ki Kj

Volatilidad relativa

Valores KPara gas ideal y solucin ideal

pi = yi Ppi = Pi s xi

Ley Dalton Ley Raoult

pi / P pi yi Ki xi Pi s Ps ij = = = ij = i s pj / P K j yj Pj xj pj Pjs

Soluciones ideales funcin T

La presin de vapor Ps es directamente funcin de la temperatura. Esta se incrementa con un incremento de la temperatura. Y si un compuesto tiene mayor presin de vapor que otro a una temperatura dada se dice que el componente es mas voltil.

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10/25/2007

Valores K

Ley de Raoult modificada

fase gas ideal, fase liquida no ideal El coeficiente de actividad es una medida del grado de divergencia del comportamiento de la sustancia con respecto al ideal ().

pi = i Pi s xi Ps K i = iL iL = iL i iV PKi = pi s yi P = iL Pi = x i pi P s iL LP i

pi = yi P

Ley Dalton

iL

=1>1 alfa Calcular el factor de separacin ij Calcular los valores de yi

yi =

ij xi 1 + xi ( ij 1)

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10/25/2007

Diagrama de equilibrio x - y 1Y, fraccin m molar de A en el vapor

y

p

x

0 X, fraccin molar de A en el lquido

1

Diagramas P vs composicin a T cteRepresenta las presiones parciales de los componentes i,j , y las composiciones del vapor en equilibrioConstruccin: Fijar la T Se calcula las P vapor de los componentes ij y se dibujan como puntos iniciales y finales de las curvas (Datos). Se calcula Pi= Pvxi ( Ley de Raoult)

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Equilibrio a T cte para una mezcla ideal (Benceno-Tolueno)1400

p0bz

Presin, mmHg

(pT , x)* 760 ptol

(pT , y)

p0tol* pbz

Dalton y = pbz/pT

0 0

xbz

ybz

Fraccin molar de benceno

1

Mezclas ideales : Fase lquida: Raoult: PA = PoA x PB = PoB ( 1 x ) Fase vapor: Dalton: y = PA / PT = PoA x / PT P=PA+PB=PoA x+(1-x)PoB Volatilidad relativa: = y(1x)____________

= PoA / PoB

x(1y)

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Equilibrio a T cte para una mezcla no idealp0A Presin, mmHg g (pT vs x) (pT vs y) pA

P = Pi = iL Pi s xi y1 =s 1L P 1 x1 s 1L P 1 x1 + 2 L P 2 x2 s

p0B pB Ideal Pa, Pb 0 Fraccin molar de benceno 1

Equilibrio a T cte para una mezcla azeotrpicap0A ( T , y) (p )

(pT , x) Presin, mmHg g

pA p0B

pB

Ideal 0 x, y Fraccin molar 1

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Equilibrio a T cte para una mezcla azeotrpicap0AB

p0 Presin, mmHg g

(pT , x)

(pT , y) pB pA

Ideal

0 x, y (fraccin molar)

1

Equilibrio a Presin cte para una mezcla azeotrpica Azetropo mnimoD Temperatura C C

(y, T) D E G C (x, T) x y x=y * H

x, y (fraccin molar)

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10/25/2007

Equilibrio a Presin cte para una mezcla azeotrpica Azetropo mximo

Temperatura C C

x=y x, y (fraccin molar)

Diagrama de equilibrio x y (P = cte) Azetropo mnimo1

Y, fraccin molar de A en el vap por

xy

0

x=y X, fraccin molar de A en el lquido

1

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10/25/2007

Diagrama de equilibrio x y (P = cte) Azetropo mximo1

Y, fraccin molar de A en el vap por

x>y x 1 debos subir la T (Ki)I=(Ki)I-1*(Yi/xi)I-1

1

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10/25/2007

PROCESOS DE EQUILIBRIO MULTICOMPONENTEPunto de de Roco Punto burbuja Y1, Y2, Y.., Yn X1, X2,.., Xn 1-

Dan la Pt y xi T, yi Asumimos T Calculamos los Ki yi=xi*Ki Ki*xi=1 yi=pi/P

Si yi > 1 mucho vapor debo bajar T (Ki)I=(Ki)I-1/(Yi/xi)I-1

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