C-I Analizar el comportamiento fisicoqumico de componentes puros y mezclas

U-2 Sistemas Lquido Lquido

Mezclas de Lquidos Parcialmente Miscibles

Objetivos de aprendizaje:1.- Analizar el comportamiento de las mezclas de lquidos parcialmente miscibles 2.- Interpretar los diagramas de solubilidad de las mezclas de lquidos parcialmente miscibles de sistemas de dos componentes 3.- Interpretar los diagramas de solubilidad de las mezclas de lquidos parcialmente miscibles de sistemas de tres componentes 4.- Construir diagramas de solubilidad de las mezclas de lquidos parcialmente miscibles de sistemas de tres componentes 5.- Analizar el comportamiento de las mezclas de lquidos inmiscibles durante la destilacin

Descripcin general:

En esta unidad analizaremos el comportamiento de los lquidos parcialmente miscibles, aprenderemos a construir los diagramas de solubilidad de sistemas de dos y tres componentes determinando cuantitativamente la relacin en peso y composicin de las diferentes fases formadas utilizando la Ley de Distribucin de Nernst aplicando los anteriores conceptos a los procesos de extraccin lquido-lquido. Estudiaremos adems el comportamiento de los lquidos inmiscibles su presin de vapor y el proceso de destilacin en este tipo de sistemas.

SISTEMAS DE DOS COMPONENTES

Lquidos Parcialmente Miscibles

Objetivo: Analizar el comportamiento de las mezclas de lquidos parcialmente miscibles para aplicar los modelos matemticos que los rigen en los procesos de extraccin Lquido Lquido.

Real Solucin IdealA+ B

Equilibrio Equilibrio

L L L L

V V V V

Mezcla

Lquidos Parcialmente Miscibles Lquidos Inmiscibles

La solubilidad (miscibilidad ) entre lquidos es funcin de la temperatura y de la presin, presentando diversos comportamientos en funcin de la naturaleza qumica de los dos substancias

Temperatura crtica de solucin

2 fases

1 fase T2 fases

X

X

2 fases

X

Anlisis de Diagramas de Solubilidad:

X Composicin global de la mezcla X1 Composicin de la fase 1

T

X2 Composicin de la fase

X1B

XB

X2B

Anlisis de grados de libertad

Grados de libertad ( L ) = No. de componentes No. de fases + 2 No. de componentes No. de fases 2 3 ( 2 lquidas en equilibrio con el vapor )

L

= 23 +2

=

1 Solamente la relacin entre los pesos puede variar no su composicin

Cul es la relacin en peso de las dos fases?Balance de materia WT = W1 + W2 W1 W2 Balance de componente WT XB (W1 + W2) XB = W1X1B = W1X1B + W2X2B + W2X2B Peso de la fase 1 Peso de la fase 2

T

W1XB - W1X1B = W2X2B - W2XB W1 (XB - X1B ) W1 / W2 = W2(X2B - XB) = (X2B - XB) / (XB - X1B ) W1 = W2 ((X2B - XB) / (XB - X1B ))X1B XB X2B

Ejemplos de Sistemas que presentan este comportamiento: Fenol - Agua Agua - Metil etil cetona Agua - Anilina Agua - Nicotina

Diagramas de Solubilidad Actividad en Clase:1.- A 30C una mezcla de fenol agua contiene 60% de agua y se desdobla en dos capas, una rica en fenol que contiene 70% de este y otra con un 92% de agua. Calcular los pesos relativos de los dos capas. 2.- Una mezcla contiene 30% de anilina en agua (en peso). Calcular grficamente los pesos relativos y las composiciones de las dos capas formadas a 40C. 3.- Una tonelada de metiletilcetona va a ser mezclada con una cantidad igual de agua a 50C.Determinar las libras de agua que estn contenidas en la fase rica en cetona cuando el sistema ha llegado al equilibrio. Qu tanto pudiera modificarse la fase rica en cetona si se agrega el doble de agua del caso anterior

4.- Se mezclan 60 gr de trietilamina y 40 gr. agua a 25C determinar el peso de cada una de las fases formadas.

5.- 100 lb de una solucin al 60% de metiletilcetona (MEC) en agua es enfriada de 150C a 0C. La densidad de la cetona es 0.805 g/cc a 20C Determine la composicin y peso de las fases formadas Si la fase rica en cetona fuera removida y el material remanente calentado a a 75C describa que pasa y presente los calculaos necesarios para su explicacin

6.- A qu temperatura debe de enfriarse una mezcla con 70% de MEC para separarla en dos fases.