DIAGRAMA DE FASES EN SISTEMA BINARIO

1. OBJETIVOS- Aprender a construir el diagrama de fases de un sistema binario a partir de los

termogramas de enfriamiento y calentamiento de soluciones acuosas de KCl de distintas composiciones.

- Reconocer los puntos, líneas y zonas relevantes del diagrama de fases obtenido.

2. FUNDAMENTO TEORICO- Diagrama de fases: es una representación gráfica de las condiciones de

equilibrio en función de magnitudes como la concentración de las disoluciones, la temperatura y la presión.

- Representación de un sistema de dos componentes en equilibrio solido – líquido:

El sistema consta de cuatro regiones:1. Representa la fase liquida de la disolución homogénea no saturada en la sal.2. Región solido – líquido en la que la disolución saturada coexiste con agua en

estado sólido (hielo).3. Región solido – líquido en la que la disolución saturada coexiste con la sal en

estado sólido (cristales).4. Representa la región donde existen las dos fases sólidas, de hielo y cristales de

sal.

2

3

4

1

Con Tf se denota la temperatura de fusión de los componentes puros, mientras que el punto E se conoce como punto eutéctico o punto de saturación múltiple, que es el punto de fusión más bajo donde coexisten la disolución saturada y dos fases sólidas. Las curvas que unen Tf con E corresponden a las curvas de disoluciones saturadas.

La representación en un gráfico de temperatura frente a concentración es suficiente para un sistema binario, debido a que la presión tiene poco efecto sobre las fases condensadas, lo que hace que su efecto sobre el diagrama de fases en equilibrio solido – liquido sea despreciable.

- Representación de procesos: Proceso de enfriamiento de una disolución de concentración x.

Inicialmente en el punto A, la disolución no está saturada, pero a medida que se enfría, al llegar al punto B la disolución se satura en la sal. Si se continua enfriando, la sal cristalizara y coexistirán una disolución saturada y una fase solida formada por cristales de la sal. Podemos decir que en el punto C coexisten una disolución saturada Cd, y cristales de la sal Cs, y la línea que une los puntos Cd y Cs se conoce como línea de reparto.

Si se continua enfriando, la concentración de la disolución continuara en dirección hacia el punto E. Una vez alcanzado el punto D, la disolución eutéctica estará saturada en sal y en hielo. Si se continua retirando calor, la cantidad de hielo y sal que cristalizan aumentara hasta que toda la disolución eutéctica se solidifique y se obtenga una mezcla de solidos con la composición global de D. Si se continúa enfriando, los sólidos remanentes simplemente se enfriaran sin cambiar su composición.

3. MATERIALES Y EQUIPOS- KCl- Agua destilada- Etanol al 50% V/V- Hielo- Sal común (NaCl)- 1 vial de vidrio incoloro de 10 ml y con tapon de jebe- 1 probeta de 10 ml- 1 termometro de -15 a 100°C- 2 vasos de precipitado de 50 ml- 1 bagueta de 15 cm- 1 caja de tecknopor- 1 tubo de vidrio de 30x100 mm con tapon perforado- Pinza, nuez y soporte (para el tubo)- 1 cronometro

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL1. En la caja de tecknopor, mezclar hielo con sal común en una proporción de 3 a 1

haciendo que todo entre en contacto.2. Para mantener la temperatura, rellenar con papel todos los espacios libres.3. Verter 30 ml de etanol al 50% en un vaso de precipitado de 50 ml y ponerlo en

el baño de hielo.4.

5. DATOS Y RESULTADOS6. DISCUSION DE RESULTADOS7. OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES8. CONCLUSIONES9. APLICACIONES10. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

- Libro en línea:Cisternas, L.A, Diagramas de fases y su aplicación, Editorial Reverté, S. A., Barcelona, 2009, p. 17 – 20.

INDICE

DIAGRAMA DE FASES EN SISTEMA BINARIO

1. OBJETIVOS2. FUNDAMENTO TEORICO3. MATERIALES Y EQUIPOS4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL5. DATOS Y RESULTADOS6. DISCUSION DE RESULTADOS7. OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES8. CONCLUSIONES9. APLICACIONES10. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA