informe equilibrio liq-liq

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LABORATORIO DE PROPIEDADES TERMODINÁMICAS Y DE TRANSPORTE EQUILIBRIO LÍQUIDO - LÍQUIDO 1. OBJETIVOS 1.1. OBJETIVO GENERAL Establecer la distribución de un soluto entre solventes parcialmente miscibles como efecto de la composición. 1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Construir el diagrama de equilibrio junto con la curva binodal para el sistema agua – etanol – acetato de etilo. Determinar el efecto de la composición sobre la solubilidad del sistema agua – etanol – acetato de etilo. Reconocer la variación de la distribución del sistema binario inicial trabajado al agregarle una tercera sustancia en una concentración definida para cada ensayo. Utilizar correctamente el diagrama de equilibrio del sistema agua – etanol – acetato de etilo y compararlo con el diagrama construido. 2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL El procedimiento experimental a seguir en el laboratorio fue el siguiente:

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Informe de laboratorio de termodinámica sobre equilibrio líquido-líquido

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LABORATORIO DE PROPIEDADES TERMODINMICAS Y DE TRANSPORTE

EQUILIBRIO LQUIDO - LQUIDO

1. OBJETIVOS

1.1. OBJETIVO GENERAL

Establecer la distribucin de un soluto entre solventes parcialmente miscibles como efecto de la composicin.

1.2. OBJETIVOS ESPECFICOS

Construir el diagrama de equilibrio junto con la curva binodal para el sistema agua etanol acetato de etilo.

Determinar el efecto de la composicin sobre la solubilidad del sistema agua etanol acetato de etilo.

Reconocer la variacin de la distribucin del sistema binario inicial trabajado al agregarle una tercera sustancia en una concentracin definida para cada ensayo.

Utilizar correctamente el diagrama de equilibrio del sistema agua etanol acetato de etilo y compararlo con el diagrama construido.

2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

El procedimiento experimental a seguir en el laboratorio fue el siguiente:

no

Figura 1. Diagrama del proceso realizado en el laboratorio (titulacin de las soluciones para la elaboracin de la curva binodal)

3. MATERIALES Y EQUIPO UTILIZADO

Esta prctica consta de dos partes: primero la titulacin de las mezclas para la elaboracin de la curva binodal, y segundo, permitir la separacin de las fases que son parcialmente inmiscibles, para las curvas de reparto. Nosotros realizamos la primera parte, utilizando el montaje de la titulacin de mezclas.

Figura 2. Montaje experimental para la titulacin de las mezclas

Los materiales que se utilizaron fueron: 6 Tubos de ensayo Buretas graduadas de 10 ml Dos vasos de precipitados de 25 ml Pipetas graduadas de 1 y 5 ml Balanza analtica Dos soportes universal Picnmetro

Las sustancias empleadas fueron:

Etanol Acetato de etilo Agua destilada

4. TABLAS DE DATOS

A continuacin se muestran los datos experimentales por grupo de laboratorio, con tablas y grficas individuales. Adems, una tabla con todos los datos compilados obtenidos por cada grupo con sus respectivas grficas.

Tabla 1. Condiciones ambiente

Temperatura (C)17,1

Presin (mm Hg)592

Tabla 2. Densidades[footnoteRef:1] (g/mL) [1: Las densidades reportadas en la tabla son las mismas que aparecan en los recipientes contenedores de cada reactivo.]

Acet. de Etilo (A)0,900

Etanol (C)0,790

Agua (B)0,998

1. CURVA BINODAL.

a) Primer sistema: iniciando con acetato agua.

Tabla 3. Datos Experimentales Acetato - agua

Punto% p/p de Agua% p/p de AcetatoVolumen de agua (mL)Volumen Acetato (mL)Volumen etanol (mL)

10,950,054,7240,2760,05

20,930,074,6150,3850,1

30,860,144,2350,7651,1

40,840,164,1280,8721,15

50,660,343,1821,8181,45

60,640,363,0791,9241,5

70,460,542,1722,8281,75

80,440,562,0742,9261,6

90,260,741,2033,7971,45

100,060,940,2724,7280,45

110,050,950,2274,2960,4

b) Segundo sistema: iniciando con etanol agua.Tabla 4. Datos Experimentales Etanol - agua

Punto% p/p Agua% p/p EtanolVolumen de Agua (mL)Volumen de Etanol (mL)Volumen de Acetato (mL)

11000501,05

295540,270,4

3901040,560,75

4851530,670,85

5802030,950,6

6752531,261

7703021,11

c) Tercer sistema: iniciando con acetato - etanol.Tabla 5. Datos Experimentales Acetato - Etanol

Punto% p/p de Etanol% p/p de AcetatoVolumen Agua (mL)Volumen Etanol (mL)Volumen de Acetato (mL)

10,050,950,500,284,72

20,100,900,600,564,44

30,150,850,700,694,31

40,200,801,251,103,90

50,250,751,501,383,62

60,300,701,901,643,36

70,400,604,652,162,84

80,450,556,252,412,59

d) Datos compilados de todos los gruposTabla 6. Volumen de cada componente (mL)

AguaAcetato Etanol

4,720,280,05

4,620,390,10

4,240,771,10

4,130,871,15

3,181,821,45

3,081,921,50

2,172,831,75

2,072,931,60

1,203,801,45

0,274,730,45

0,234,300,40

5,001,050,00

4,000,400,27

4,000,750,56

3,000,850,67

3,000,600,95

3,001,001,26

2,001,001,10

0,504,720,28

0,604,440,56

0,704,310,69

1,253,901,10

1,503,621,38

1,903,361,64

4,652,842,16

6,252,592,41

Tabla 7. Masas de cada componente (g)

AguaAcetatoEtanol

4,7150,2480,040

4,6060,3470,079

4,2270,6890,869

4,1200,7850,909

3,1761,6361,146

3,0731,7321,185

2,1682,5451,383

2,0702,6331,264

1,2013,4171,146

0,2714,2550,356

0,2273,8660,316

4,9900,9450,000

3,9920,3600,213

3,9920,6750,442

2,9940,7650,529

2,9940,5400,751

2,9940,9000,995

1,9960,9000,869

0,4994,2480,221

0,5993,9960,442

0,6993,8790,545

1,2483,5100,869

1,4973,2581,090

1,8963,0241,296

4,6412,5561,706

6,2382,3311,904

2. LINEAS DE REPARTO

Los datos proporcionados en el laboratorio referente a los puntos de mezcla tomados dentro de la curva binodal, los pesos de las respectivas fases y los volmenes, se presentan en la tabla 8.

Tabla 8. Lineas de reparto

MuestraComponente(p/p)/100Masa (g)Volumen (mL)Masa fase ligera (g)Masa fase pesada (g)

1Acet. de Etilo0,8521,3923,7722,25415,576

ETOH0,051,311,66

Agua0,104,694,70

2Acet. de Etilo0,5811,612,8913,06174,4065

ETOH0,132,63,29

Agua0,295,85,81

3Acet. de Etilo0,45910,0011,97476,4861

ETOH0,183,64,56

Agua0,377,47,41

4Acet. de Etilo0,428,49,33N.A.N.A.

ETOH0,265,26,58

Agua0,326,46,41

5Acet. de Etilo0,346,87,567,39912,6524

ETOH0,142,83,54

Agua0,5210,410,42

6Acet. de Etilo0,3066,67N.A.N.A.

ETOH0,234,65,82

Agua0,479,49,42

7Acet. de Etilo0,244,85,333,666114,3022

ETOH0,142,83,54

Agua0,6212,412,42

8Acet. de Etilo0,214,24,672,270416,4645

ETOH0,040,81,01

Agua0,751515,03

5. MUESTRA DE CLCULOS

La muestra de clculos se divide en dos partes, la primera es referida a la construccin de la curva binodal, y la segunda al trazado de las lneas de reparto.

El diagrama de mezclas de composicin ternaria que se toma es el que se muestra en la siguiente figura, donde: A(acetato de etilo), B(agua) y C(etanol).

Figura 3. Tringulo equiltero de equilibrio L-L de composiciones ternarias.

Donde la suma de las distancias perpendiculares a cada lado del tringulo desde un punto K es igual a la altura del tringulo.

a) Curva binodal

En primer lugar, se deben determinar los volmenes que se deben mezclar para obtener una mezcla con las respectivas composiciones en peso que se desean. Por ejemplo, para el primer sistema: agua - acetato, tomando el primer punto como 95% p/p de agua sobre la lnea de mezclas binarias de acetato - agua:

Tomando como base de clculo 1 g, los pesos respectivamente son:

Ahora se parte de una nueva base de clculo, pero esta vez de volumen (5ml de agua). Con ayuda de la densidad del agua destilada pura y el volumen se determina su masa:

Se procede a hacer una relacin que ayude a determinar la masa del acetato, sabiendo que esta presente en un 0.05% p/p:

Por lo tanto,

Ahora se puede calcular el volumen del acetato,

El volumen total hasta el momento es[footnoteRef:2]: [2: Es conveniente aclarar que los volmenes totales no son aditivos, al contrario de los volmenes parciales molares, pero en el caso de este sistema se puede hacer esta aproximacin dado que las sustancias son prcticamente inmiscibles, y por ende el error va a ser despreciable. Aun as, el error sigue siendo pequeo al realizar esta consideracin con los dems sistemas.]

Para evitar que resulten volmenes muy grandes, se realiz un escalamiento,

Se halla la masa de agua con referencia a este volumen,

Se calcula la masa de acetato,

Finalmente, se calcula el volumen del acetato y el volumen total debe ser muy aproximado a 5 mL, el cual es un volumen manejable y se gasta poco reactivo.

Entonces,

Ya teniendo los volmenes necesarios para realizar la mezcla binaria deseada (95% p/p), se procede a titular con etanol y se registra este volumen. Los datos de los tres volmenes (punto de mezcla de composicin ternaria) se registran en la tabla No 3.

Ahora se requiere calcular las fracciones msicas de cada componente en la mezcla, ya que estas son las composiciones que van a permitir construir la curva binodal o de solubilidad. Para determinar estas fracciones se utiliza la siguiente expresin:

Por consiguiente, las fracciones son:

El procedimiento para calcular los dems volmenes es el mismo que se realiz anteriormente, todos estos datos se reportan en las tablas de resultados.

Se realiza el grfico fraccin de agua contra fraccin de etanol, y se genera un diagrama que representa el equilibrio ternario en un triangulo rectngulo. Ver figura 3.

La curva binodal que se obtiene representa explcitamente las fracciones msicas del agua y del etanol, pero no la de acetato, aunque esta fraccin se puede determinar partiendo de que la suma de las fracciones de los tres componentes es igual a 1. Por otro lado, para trasladar las coordenadas de la curva de solubilidad a un tringulo equiltero, simplemente hay que recurrir a algunas relaciones trigonomtricas. El traslado de coordenadas a un triangulo equiltero se argumenta con el siguiente grfico:

Figura 4. Traslado de coordenadas de tringulo rectngulo a equiltero. Donde A(acetato), B(agua) y C(etanol).

Por lo tanto, las coordenadas para trasladar los puntos al tringulo equiltero son:

Estas coordenadas no representan fracciones, slo se emplean para rotar los puntos 30 grados, tomando como punto eje el corte de la vertical de cada punto con la horizontal AB. Tomando como ejemplo el primer punto del sistema acetato agua, se tiene:

Estas coordenadas (Abscisa x, Ordenada y) se presentan para todos los datos en la tabla 10.

Finalmente, se grafican estas coordenadas y ya se tiene la curva binodal en un tringulo equiltero. Solo resta ajustar una lnea de tendencia a los puntos de dispersin.

b) Lneas de reparto

Para estos clculos se hace analoga a una extraccin lquido - lquido la cual es una operacin de transferencia de masa, ver figura 5:

Figura 5. Extraccin lquido - lquido en una etapa. Donde la alimentacin es una solucin de acetato - agua y el disolvente con el que se extrae es agua.

Las lneas de reparto o lneas de unin son rectas que relacionan las composiciones de un componente tanto en el refinado como en el extracto, las cuales estn en equilibrios y estn ligados a un punto de mezcla que est dentro de la curva binodal.

Por falta de datos experimentales relacionados con la composicin de alguna de las fases en equilibrio, no se pueden determinar las lneas de reparto, puesto que no es suficiente con solo el peso de cada fase y las composiciones iniciales. En la discusin de resultados se analiza este aspecto.

Si se tuviese por lo menos la composicin de un solo componente en alguna de las fases en equilibrio, se podran determinar las dems aplicando la regla de la palanca, y proyectando dichas fracciones tanto en la capa acuosa como en la orgnica, y uniendo dichos interceptos con una recta. Este procedimiento se repite para cada punto de mezcla, la idea que al trazar dichas lneas de unin, los tres puntos (punto de mezcla, y las composiciones del componente en el extracto y refinado en cada fase) queden sobre dichas rectas.

6. RESULTADOS

a) Primer sistema: iniciando con acetato agua.

Tabla 9. Fracciones Msicas de cada componente

Agua (B)Acetato de etilo (A)Etanol (C)

PuntoMasa (g)Fraccin masicaMasa (g)Fraccin msicaMasa (g)Fraccin msica

14,7145520,9424482230,24840,0496556490,03950,007896128

24,605770,9154289080,34650,0688692910,0790,015701801

34,226530,730724080,68850,1190346520,8690,150241268

44,1197440,7087068320,78480,1350067190,90850,156286448

53,1756360,5330631011,63620,2746529661,14550,192283934

63,0728420,5130431181,73160,2891087351,1850,197848147

72,1676560,3556241832,54520,4175637981,38250,226812019

82,0698520,3468685422,63340,4413086631,2640,211822795

91,2005940,2083137123,41730,5929318731,14550,198754414

100,2714560,0556016654,25520,8715821450,35550,07281619

110,2265460,0513832563,86640,8769442860,3160,071672459

Tabla 10. Coordenadas triangulares

PuntoAbscisa xOrdenada y

10,94639630,006838247

20,92327980,013598158

30,80584470,130112755

40,78685010,135348034

50,62920510,166522771

60,61196720,171341521

70,46903020,19642497

80,45277990,183443922

90,30769090,172126372

100,09200980,063060671

110,08721950,06207017

Figura 6. Diagrama triangular ternario.

Figura 7. Representacin de las composiciones en un tringulo equiltero.

b) Segundo sistema: iniciando con etanol agua.

Tabla 11. Fracciones Msicas de cada componente

AguaAcetato de etiloEtanol

PuntoMasa (g)Fraccin masicaMasa (g)Fraccin msicaMasa (g)Fraccin msica

14,990,8407750630,9450,15922493700

23,9920,8744222720,360,0788557160,21330,046722012

33,9920,7813050460,6750,1321094450,44240,086585509

42,9940,6981787650,7650,178392370,52930,123428865

52,9940,6987979930,540,126035710,75050,175166297

62,9940,6123450730,90,1840716650,99540,203583262

71,9960,5301460820,90,2390438250,8690,230810093

Tabla 12. Coordenadas triangulares

PuntoAbscisa xOrdenada y

10,840775060

20,897783280,040462449

30,82459780,07498525

40,75989320,106892532

50,786381140,151698463

60,71413670,176308276

70,645551130,199887404

Figura 8. Diagrama triangular ternario.

Figura 9. Representacin de las composiciones en un tringulo equiltero.

c) Tercer sistema: iniciando con acetato - etanol.

Fracciones Msicas de cada componente

AguaAcetato de etiloEtanol

PuntoMasa (g)Fraccin masicaMasa (g)Fraccin msicaMasa (g)Fraccin msica

10,4990,1004387914,2480,8550380420,22120,044523167

20,59880,1188755663,9960,7932978640,44240,08782657

30,69860,1363733973,8790,7572178730,54510,10640873

41,24750,2217186533,510,6238336440,8690,154447703

51,4970,2561075753,2580,5573804151,09020,18651201

61,89620,3050612953,0240,486502141,29560,208436565

74,64070,5212454092,5560,2870910131,70640,191663578

86,23750,5956132312,3310,2225850811,90390,181801688

Coordenadas triangulares

PuntoAbscisa xOrdenada y

10,122700370,038558194

20,162788850,076060041

30,189577760,092152663

40,29894250,133755634

50,349363580,161524139

60,409279580,18051136

70,61707720,165985527

80,686514080,15744488

Figura 10. Diagrama triangular ternario.

Figura 11. Representacin de las composiciones en un tringulo equiltero.

e) Datos compilados de todos los grupos

Fraccin msica de cada componente

AguaAcetatoEtanol

0,9420,0500,008

0,9150,0690,016

0,7310,1190,150

0,7090,1350,156

0,5330,2750,192

0,5130,2890,198

0,3560,4180,227

0,3470,4410,212

0,2080,5930,199

0,0560,8720,073

0,0510,8770,072

0,8410,1590,000

0,8740,0790,047

0,7810,1320,087

0,6980,1780,123

0,6990,1260,175

0,6120,1840,204

0,5300,2390,231

0,1000,8550,045

0,1190,7930,088

0,1360,7570,106

0,2220,6240,154

0,2560,5570,187

0,3050,4870,208

0,5210,2870,192

0,5960,2230,182

Coordenadas triangulares

PuntoAbscisa xOrdenada y

10,9460,007

20,9230,014

30,8060,130

40,7870,135

50,6290,167

60,6120,171

70,4690,196

80,4530,183

90,3080,172

100,0920,063

110,0870,062

120,8410,000

130,8980,040

140,8250,075

150,7600,107

160,7860,152

170,7140,176

180,6460,200

190,1230,039

200,1630,076

210,1900,092

220,2990,134

230,3490,162

240,4090,181

250,6170,166

260,6870,157

Figura 12. Representacin de las composiciones totales del grupo en un tringulo equiltero.

Figura 13. Diagrama ternario de equilibrio usando el modelo UNIQUAC.

7. ANLISIS DE RESULTADOS.

Comparando el diagrama obtenido en la prctica y el diagrama que arrojo el simulador (ASPEN) con el mtodo de UNIQUAC, podemos observar que la curva binodal tiene un punto ms alto para el modelo del simulador, podramos pensar que los resultados de laboratorio estn mal, sin embargo se debe tener en cuenta que UNIQUAC tiene errores dependiendo del tipo de sistema que se analice, segn el manual del ingeniero qumico, este sistema no presenta errores de las del 2 % para este tipo de mezcla ternaria.

Los puntos obtenidos por los 3 grupos tienen una tendencia similar, entonces descartamos un error de algn grupo que modifique la curva significativamente. En general los resultados obtenidos para la curva binodal son buenos en los 3 grupos de trabajo.

Con respecto al modelo de UNIQUAC podemos decir que posiblemente tiene la cima de la curva binodal mas alta porque fue hecho a una temperatura muy diferente a la experimental, lo ms lgico es que el diagrama sea simulado a una temperatura menor.

Los clculos referentes a las lneas de reparto no se pudieron realizar debido a que haba insuficiencia de datos experimentales. El procedimiento consista en reproducir varios puntos de mezclan que estuviesen dentro de la curva binodal, esto con el fin de que se presentaran dos fases, todos los puntos se escogan arbitrariamente, por lo tanto las fracciones en peso de cada componente en la mezcla total eran conocidos. Se agregaban a un recipiente para separar por decantacin y posteriormente se pesaban la fase livianay pesada. En esto concluy la prctica, quedando por realizar alguna prueba experimental de tipo cuantitativo que identificarala fraccin msica del etanol en alguna fase o por lo menos diferenciara cual era la fase acuosa (rica en B, agua) u orgnica (rica en A, acetato),oextracto y refinado respectivamente. Al no haber hecho esto, es imposible saber qu porcentaje en peso de etanol est presente en cada fase,dado que solo se tieneinformacin sobre el punto de mezcla; al utilizar la regla de la palanca quedan dosincgnitas lo que representa infinitas soluciones.Por otra parte, si sesupiera por lo menos cul es la fase acuosa y cul la orgnica, tambin se podra calcular las fracciones, partiendo deque el acetato y el agua son inmisciblesen su totalidad dentrode la curva de solubilidad. Finalmente, se tuvo que haber realizado alguna tcnica de cuantificacin de etanol, agua o acetato.

8. CONCLUSIONES.

Las curvas del modelo de UNIQUAC vara significativamente con las obtenidas en el laboratorio debido a la temperatura del ensayo.

Las lneas de reparto no se pudieron realizar.

Los puntos de la curva binodal obtenidos por los 3 grupos fueron precisos.

La composicin de la mezcla es un factor importante para determinar la solubilidad total o parcial de las fases.

9. SUGERENCIAS

Se recomienda calcular previamente las concentraciones de las soluciones que se van a realizar en la prctica.

Tener muy claro el momento en que la solucin presenta dos fases o slo presenta una.

LNEAS DE REPARTO

Para generar las lneas de reparto, se hace una relacin de la fase liviana sobre la fase pesada y con estos datos se utiliza la regla de la palanca en el diagrama ternario (triangulo equiltero) en fraccin en peso para obtener dichas lneas, partiendo de un punto supuesto en la curva binodal. Por ensayo y error se realiza este procedimiento hasta que la relacin la entre las distancias del punto de mezcla a la curva binodal sea igual a la relacin de masas; adems, la lnea debe pasar tanto por los puntos que representan las composiciones del extracto y refinado, como por el punto de mezcla de composicin xM, el cual representa la composicin de alguno de los componentes en la mezcla.

Los datos de diferentes mezclas dentro del domo de solubilidad se registran en la tabla 1. Se hacen los clculos para el primer resultado y de igual manera se realizan para el resto de los datos.

Tabla 1. Lneas de reparto

MuestraComponente(p/p)/100Masa (g)Volumen (mL)Masa fase ligera (g)Masa fase pesada (g)

1Acet. de Etilo0,8521,3923,7722,25415,576

ETOH0,051,311,66

Agua0,104,694,70

2Acet. de Etilo0,5811,612,8913,06174,4065

ETOH0,132,63,29

Agua0,295,85,81

3Acet. de Etilo0,45910,0011,97476,4861

ETOH0,183,64,56

Agua0,377,47,41

4Acet. de Etilo0,428,49,33N.A.N.A.

ETOH0,265,26,58

Agua0,326,46,41

5Acet. de Etilo0,346,87,567,39912,6524

ETOH0,142,83,54

Agua0,5210,410,42

6Acet. de Etilo0,3066,67N.A.N.A.

ETOH0,234,65,82

Agua0,479,49,42

7Acet. de Etilo0,244,85,333,666114,3022

ETOH0,142,83,54

Agua0,6212,412,42

8Acet. de Etilo0,214,24,672,270416,4645

ETOH0,040,81,01

Agua0,751515,03

Para la primera muestra:

Los resultados de todas las muestras se observan en la tabla 2.

Tabla 2. Relacin de las fases

MuestraRelacin masa ligera/masa pesada

13,991050933

22,964189266

31,846209587

4N.A

50,584790237

6N.A

70,256331194

80,137896687

Nota dada por el grupo encargado: Las muestras 4 y 6, no mostraron formacin de fases. Estos puntos se tomaron dentro de las muestras para comprobar una duda que haba con el profesor del grafico que estbamos usando, ya que el pico del diagrama del profesor estaba cercano a 0,2 de etanol.

De los datos de la tabla 1 se conoce la composicin de cada mezcla, ver tabla 3 y anexo A.

Tabla 3. Composicin punto de mezcla. (p/p)/100

MuestraAcet. de EtiloETOHAgua

10,850,050,10

20,580,130,29

30,450,180,37

50,340,140,52

70,240,140,62

80,210,040,75

Nota: las muestras 4 y 6 no se tuvieron en cuenta dado que son puntos de mezcla fuera de la curva binodal, por lo tanto, no se separan en dos fases.

Aplicando trigonometra se trasladan las coordenadas de triangulo rectngulo a equiltero de la siguiente manera:

Donde las coordenadas xa y xe son las composiciones en peso del agua y etanol respectivamente, Ver tabla 4.

Tabla 4. Coordenadas triangulo equiltero

Abscisa xOrdenada y

0,1250,04330127

0,3550,112583302

0,460,155884573

0,590,121243557

0,690,121243557

0,770,034641016

Se procede a graficar todos los puntos de mezcla sobre el tringulo con la curva binodal y por iteracin grfica se hallan las lneas de reparto que pasa por cada punto.Ver anexo B.Luego de tener las lneas de reparto se puede conocer directamente la composicin de etanol en cada fase leyendo el valor en el eje que representa la composicin de etanol.

Por lo tanto, como resultado se tienen las composiciones en el equilibrio de etanol en el extracto y en el refinado, yE y XR respectivamente, ver tabla 5.

Tabla 5. Composicin de etanol en cada fase en porcentaje p/p/100.

MuestrayEXR

1No convergeNo converge

20.1500.120

30.1750.170

50.1400.115

70.1350.110

80.040.02

COEFICIENTE DE DISTRIBUCIN

Para la determinacin del coeficiente de distribucin se trazan lneas horizontales entre los puntos de interseccin de las lneas de reparto con la curva binodal y el eje de las abscisas para obtener as la fraccin de etanol en la fase liviana y la fraccin de etanol en la fase pesada. Con estos datos se obtiene el coeficiente de distribucin que es la relacin entre las fracciones. Se puede observar en la figura 1 que no se requiere del diagrama de distribucin puesto que esas composiciones corresponden a yE y a XR, las cuales ya se tienen.

Figura 1. Composiciones en equilibrio y relacin con el coeficiente de distribucin.

Como se puede observar el coeficiente de distribucin es la relacin y*/x; donde y es la fraccin de peso de C en el disolvente rico (rico en agua), o extracto, y x es la fraccin de peso de C en el disolvente pobre (rico en acetato), o refinado.

Donde y*corresponde a la composicin de etanol en el extracto y x la composicin de etanol en el refinado. Estas composiciones se pueden ver en la tabla 5 y los resultados se enuncian en latabla 6.

Tabla 6. Coeficiente de distribucin

MuestraRelacin yE/xR

1NC

21,25

31,03

51,22

71,23

82,00

ANLISISEn las lneas de reparto graficadas en los anexos B y C, se puede observar la tendencia del etanol a ir a la fase acuosa posiblemente por mayor afinidad molecular dadas las cantidades presentes en las soluciones dentro del domo. Estas lneas de reparto tienen una pendiente positiva, sin embargo en una dio la pendiente negativa, esto se puede explicar porque el mtodo utilizado para hallarlas es inexacto, es decir, sabamos de la literatura que el diagrama tena pendientes positivas, y lo nico que se hizo fue una iteracin grafica haciendo que el coeficiente de distribucin coincidiera con la curva binodal, pasando desde luego por el punto dentro del domo hallado experimentalmente. Podemos afirmar que esta forma de hacerlo no es la mejor ya que se puede tender a modificar las lneas de acuerdo a una grafica terica, y de no tenerla sencillamente no se podran conocer con exactitud las lneas de reparto.CONCLUSIONES El mtodo utilizado no es exacto y ni siquiera permite conocer un error experimental.

RECOMENDACIONES Titular alguna de las fases (pesada o liviana) luego de la decantacin, como en nuestro caso es un alcohol, se puede hacer una reaccin de esterificacin con acido actico, demostrando las moles de acido actico consumidas sean exactas cuando el pH de la solucin que se titule sea 7.Anexo A. Puntos de mezcla. Equilibrio ternario acetato de etilo etanol agua a 17.1 C y 560 mmHg.

Anexo B. Lneas de reparto. Equilibrio ternario acetato de etilo etanol agua a 17.1 C y 560 mmHg.

Anexo C. Domo de solubilidad ms detallado.

10. BIBLIOGRAFA.

POLING, B.; PRAUSNITZ, J.; O'CONELL, J. The Properties of Gases and Liquids. McGraw Hill. Fifth Edition. New York. USA. 2001.

TREYBAL, R. E., Operaciones de Transferencia de Masa. 2a edicin. McGraw Hill. Ciudad de Mxico, Mxico. 1991. Pgs. 34-37.

PERRY, R. GREEN, D. Perrys Chemical Engineers Handbook. McGraw Hill. 6 Edition. 1984.

BETANCOURT, R. Guas de laboratorio de operaciones unitarias III. Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales. 2001. Captulo 1.

http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/mgilarra/experimentacionIQII/ExtraccLiqLiq2006.pdf