Equilibrio de fases: Sistemas Binarios

Sixto Flores

Equilibrio Liquido-Vapor

-Desviaciones respecto de la ley de Raoult:

Cuando existen interacciones entre las moléculas de A y B de una mezcla, la presencia de una de ellas afectará a la tendencia al escape de la otra.

Si B presenta fuerzas intermoleculares entre si mayores que las de A entre si, el efecto que producirá agregar moléculas de B al líquido A será aumentar la tendencia al escape de este último; por lo tanto la presión de vapor de A será mayor a la del líquido puro. Este comportamiento se denomina desviación positiva de la ley de Raoult.

En cambio, si las moléculas de A interaccionan más fuertemente con las moléculas de B que consigo mismas, la presión de vapor de A será menor que la del líquido puro. Este tipo de comportamiento se conoce con el nombre de desviación negativa de la ley de Raoult.

-Diagrama Azeótropos

-Destilación Fraccionada

La destilación fraccionada es un proceso físico utilizado en química para separar mezclas (generalmente homogéneas) de líquidos mediante el calor, y con un amplio intercambio calorífico y másico entre vapores y líquidos. Se emplea cuando es necesario separar soluciones de sustancias con puntos de ebullición distintos pero cercanos. Una de las fuentes más importantes de materias primas es el petróleo, procesado en grandes cantidades en las refinerías.

La principal diferencia que tiene con la destilación simple es el uso de una columna de fraccionamiento. Ésta permite un mayor contacto entre los vapores que ascienden con el líquido condensado que desciende, por la utilización de diferentes "platos" (placas). Ello facilita el intercambio de calor entre los vapores (que ceden) y los líquidos (que reciben). Ese intercambio produce un intercambio de masa, donde los líquidos con menor punto de ebullición se convierten en vapor, y los vapores de sustancias con mayor punto de ebullición pasan al estado líquido.

Equilibrio Solido-Liquido

-Solubilidad

Las sustancias no se disuelven en igual medida en un mismo disolvente. Con el fin de poder comparar la capacidad que tiene un disolvente para disolver un producto dado, se utiliza una magnitud que recibe el nombre de solubilidad. La capacidad de una determinada cantidad de líquido para disolver una sustancia sólida no es ilimitada. Añadiendo soluto a un volumen dado de disolvente se llega a un punto a partir del cual la disolución no admite más soluto (un exceso de soluto se depositaría en el fondo del recipiente). Se dice entonces que está saturada. Pues bien, la solubilidad de una sustancia respecto de un disolvente determinado es la concentración que corresponde al estado de saturación a una temperatura dada.

La ecuación de la solubilidad seria S = (masa soluto / masa solvente) x 100

-Curva de Enfriamiento 

Curva que se obtiene representando gráficamente tiempos frente a temperaturas de una mezcla sólido-líquido que se enfría bajo condiciones constantes.

El punto inicial del gráfico es la temperatura de inicio de la materia, que aquí se menciona como la "temperatura de vertido". Cuando se produce el cambio de fase, hay un "paro térmico", es decir, la temperatura se mantiene constante. Esto se debe a que la materia tiene más energía interna como líquido o gas que en el estado en que se está enfriando. La cantidad de energía requerida para un cambio de fase se conoce como calor latente. La "velocidad de enfriamiento" es la pendiente de la curva de enfriamiento en cualquier punto.

-Diagrama eutéctico

Los diagramas eutécticos son aquellos que se presentan cuando ambos componentes, en presencia uno del otro, comienzan a disminuir su punto de fusión. Sin embargo, este punto o temperatura de fusión no puede descender indefinidamente, tiene un punto máximo. Ese punto máximo se llama punto eutéctico y cuando aparece, se trata entonces de un diagrama eutéctico.