ULTIMO LABO.doc

8/16/2019 ULTIMO LABO.doc

1/16

Universidad Mayor de San Andrés

Facultad de Ingeniería QMC 206 L

MEZCLA EUTECTICA

1. OBJETIVO

• Determinar en forma experimental la temperatura eutéctica en una mezcla

compuesta por fenol y naftaleno, haciendo uso de algunos conceptos.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO

Si mezclamos dos sustancias en proporciones determinadas ycalentamos la mezcla hasta una temperatura alta, en la mayoría de loscasos se forma un líquido completamente uniforme que representa lasolución de un componente en otro.

Algunos sistemas dan dos capas líquidas de las solucionesmutuamente saturadas, y solo pocas se dan completamente inmiscibles.o dicho se refiere a las sustancias que no se descomponen hasta latemperatura de fusión. Si enfriamos tal solución ésta empieza a cristalizarsea cierta temperatura, puesto que la solubilidad de las sustancias, comoregla disminuye al descender la temperatura. !l car"cter y cantidad desustancias precipitando se condiciona por la naturaleza y las correlacionescuantitati#as de los componentes en la solución al igual que en cualquier proceso de cristalización aquí se desprender" también el calor decristalización que influye en la #elocidad de enfriamiento de la solución.

Si una solución líquida de dos sustancias A y $ se enfrían atemperaturas suficientemente ba%as, aparecer" un sólido. !sta temperaturaes el punto de congelación de la solución y depende de la composición, yse representa por la siguiente ecuación&

−

∆−=

OA

A f

AT T R

H X

11ln

.

'(.)*

donde &+ A & racción molar de la sustancia A

-f,A & !ntalpía de fusión de la sustancia Ao,A & emperatura de fusión de la sustancia A pura & emperatura de congelación de A en la solución/ & 0onstante uni#ersal de los gases

MEZCLA EUTECTICA

UNIV. ULURI MAMANI RAMIRO


2/16



a ecuación (.) relaciona la temperatura de congelación de lasolución con la fracción molar de A, y en esta ecuación se supone que elsólido A puro est" en equilibrio con una solución líquida ideal.

1n diagrama de la anterior ecuación representa una cur#adecreciente a la cual se le denomina cur#a de congelación de la sustancia

A, los puntos sobre la cur#a representan estados líquidos del sistema, lospuntos situados deba%o de la cur#a representan estados en los cualescoexiste el sólido A puro con la solución.

!sta cur#a no puede representar la situación del sistema en todo elinter#alo de composición. !n la medida en que la fracción molar de lasustancia $ tienda hacia uno, es de esperar que precipite el sólido $ por encima de las temperaturas indicadas por la cur#a en esta región. Si lasolución es ideal, la misma ley es #"lida para la sustancia $&

−

∆−=

OB

B f

BT T R

H X

11ln

.

'(.2*

!st" 3ltima ecuación representa la cur#a de congelación de la

sustancia $. as cur#as de congelación de A y $ se interceptan a unatemperatura e, denominada temperatura eutéctica y una composición xedenominada composición del eutéctico.

Análisis térmi!"

!l an"lisis térmico es un método para determinar experimentalmentelas temperaturas de congelación.

!ste método consiste en calentar una mezcla de composiciónconocida hasta una temperatura suficientemente alta para homogeneizar lasolución. uego se enfría a una rapidez regulada.

Si ponemos en el e%e de ordenadas la temperatura y el tiempo en ele%e de abcisas se obtienen las cur#as que ilustran el proceso deenfriamiento para #arias composiciones de un sistema A4$, lo cualpodemos #isualizar en el siguiente gr"fico&

MEZCLA EUTECTICA



3/16



e

iempo

Fi#$r% &.1

as formas de estas cur#as ser"n en sumo grado característicastanto para las sustancias puras como para sus mezclas de distintasconcentraciones.

0uando se enfría una mezcla fundida compuesta de A y $ al principiola temperatura descender" regularmente hasta alcanzar el punto de fusiónde la solución en la que el líquido se satura con A, la cristalización de Apro#oca una disminución de la #elocidad de enfriamiento, a su #ez laconcentración de $ en la solución #a aumentando y el punto de congelaciónno permanece constante, sino que desciende. 0on el tiempo la solución sesatura con respecto a $ y se forma cristales de A y $, la temperaturapermanece constante, este es el punto eutéctico.

MEZCLA EUTECTICA



4/16



A +e $

Durante el proceso de cristalización, en función de la composición dela mezcla pueden precipitarse dos componentes sólidos puros o lassoluciones sólidas. as cur#as que expresan la #ariación de temperatura decristalización y de fusión con la composición de un sistema dado se conoce

como diagramas de fusión.

'. MATERIALE(

5 ermómetros de 6)7 a ))7 80

5 9asos de precipitado de :77 ml

; ubos de ensayo con tapones

5 -ornillas eléctricas

!sp"tula

9idrio relo%

5


5/16



). *ROCEDIMIENTO

). en peso de naftaleno, el restoser" fenol, de modo que el total pese )7 gramos.

2. Se toma la primera muestra, se la coloca en #aso de precipitado, luegose calienta hasta que se funda, entonces se de%a enfriar

5. lentamente, anotar la temperatura de la masa fundida cada 57segundos, en un momento se obser#a que comienza a precipitar cristales, ba%ando la temperatura m"s lentamente, para luegopermanecer constante hasta llegar a la solidificación completa? este esel punto eutéctico. !l enfriamiento a partir de este punto debe continuar,tratando de llegar hasta la temperatura m"s ba%a posible.

/ealizar el procedimiento descrito con todas y cada una de las muestra.

MEZCLA EUTECTICA



6/16



DIA+RAMA DE FLUJO

,. DATO( OBTENIDO(

MEZCLA EUTECTICA


en peso denaftaleno en fenol en un tubo de ensayo

undir la mezcla en ba@o aría y calentar;8 m"s respecto de esta temperatura.

De%ar enfriar el tubo al ambiente, anotandola del sistema cada 57 segundos.

Anotar la a la cual precipita el primercristal.

Sumergir el tubo en agua fría y anotar la cada );segundos, cuando la se mantenga constante,

anotar e

Seguir enfriando hasta alcanzar la ambiente.


7/16



)7 > naftaleno B7> fenol

t (s) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240T(ºC) 56 53 52 50 43 39 36 35 34 33 33 33

t (s) 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480

T(ºC) 32 32 32 32 32 31 31 30 30 30 30 29

t (s) 500 520 540 560 580 600 620 640 660

T(ºC) 29 28 28 28 27 27 27 26 26

27> de naftaleno C7> de fenol

t (s) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

T(ºC) 52 51 50 49 46 44 43 42 41 40 39 38.5

t (s) 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480

T(ºC) 37.5 37 36 35.5 35 34 33.5 33 32.7 32 31.5 31

t (s) 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720

T(ºC) 30.5 30 29.7 29 28.7 28 28 28 27.5 27 27 27

T (s) 740 760 780 800 820 840 860 880 900 920 940 960

T(ºC) 27 26.5 26 26 26 26 26 26 26 25.5 25 25

T (s) 980 1000 1020 1060 1080 1100 1120 1140 1160 1180 1200

T(ºC) 25 25 24 23.5 23 23 23 22 22 22 22

57> de naftaleno (7> de fenol

t (s) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

T(ºC) 59 46 40 38 36 36 36 34 30 28 26 26

t (s) 260 280 300 320 340 360

T(ºC) 26 26 24 23 23 22

;7> de naftaleno ;7> de fenol

MEZCLA EUTECTICA



8/16



t (s) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

T(ºC) 60 57 55 55 55 53 53 51 48 45 42 39

t (s) 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440T(ºC) 37 34 32 30 28 26 26 25 25 23

-. CLCULO( / +RFICA(

1. +r%0i$ tm3r%t$r% 4s. tim3!

=aftaleno y B7> enol&

7

)7

27

57

:7

;7

D7

7 )77 277 577 :77 ;77 D77 (77

T56C7

t 5s7

+rá0i! ti2m3! 4s. T2m32r%t$r%

=aftaleno y C7> enol

MEZCLA EUTECTICA



9/16



7

)7

27

57

:7

;7

D7

7 277 :77 D77 C77 )777 )277 ):77

T56C7

t 5s7


=aftaleno y (7> enol&

MEZCLA EUTECTICA



10/16



7

;

)7

);

27

2;

57

5;

:7

:;

;7

7 )77 277 577 :77

T56C7

t 5s7


=aftaleno y ;7> enol&

MEZCLA EUTECTICA



11/16



7

)7

27

57

:7

;7

D7

(7

7 )77 277 577 :77 ;77

T56C7

t 5s7


2. Dtrmin l!s 3$nt!s 8 !n#l%i9n : l% tm3r%t$r% $téti%.

Para el fenol:


12/16




13/16



e E 5 80

J (7> de fenol y 57> de naftalenoe E :7 80

J ;7> de fenol y ;7> de naftalenoe E 2 80


14/16



'. R3rsnt%r l 8i%#r%m% tm3r%t$r% = !m3!sii9n> n 3!rnt%?n 3s!.

+rá0i! t2m32r%t$r% 4s. !m3!sii9n

7

)7

27

57

:7

;7

D7

(7

C7

B7

7 27 :7 D7 C7 )77

!m3!sii9n 5@ 32s!7

T

5 6 C

7

). In8i$ l si#ni0i%8! 8 l%s ár%s> ln%s : 3$nt!s 8 intr%i9nn l 8i%#r%m% 8 0%ss.

!l significado de las "reas&• K $

es la existencia de dos fases líquido sólido, donde la mayor parte es denaftaleno.

• KA

es la existencia de dos fases líquido sólido, donde la mayor parte es defenol.

MEZCLA EUTECTICA



15/16



• A K $

es la existencia de dos fases sólido sólido

•

!s la existencia de una sola fase líquida.

ln%s : n l3$nt! $téti!.

Si&9 E 0 4 K 2


16/16



9 E )4)K)V 1

!n la línea b4o$&9 E )42K)

V

&. CONCLU(IONE(

Después de realizar este laboratorio podemos decir que cumplimos connuestro ob%eti#o, puesto que pudimos determinar la temperatura eutécticade cada una de las mezclas de fenol y naftaleno que preparamos, y de estamanera también pudimos obtener nuestro gr"fico composición #s.temperatura, aunque contiene algunos errores, puesto que no es igual algr"fico teórico, pero difiere muy poco debido a errores fortuitos? tambiéndebemos aclarar que no realizamos los c"lculos para la mezcla de (7> de

naftaleno y 57> de fenol, esto debido a un error in#oluntario en ellaboratorio, pues preparamos la mezcla pero la botamos antes de realizar elexperimento con ella.

. BIBLIO+RAFA

0astellan, fisicoquímica AtMins, fisicoquímica

MEZCLA EUTECTICA


Documents

ULTIMO LABO.doc