Ejercicio-ELV (ley de Raoult modificada)

Summary

El video explica el equilibrio entre las fases líquida y vapor en un sistema binario, destacando cómo la fugacidad y los coeficientes de actividad juegan un papel clave en este proceso. Utiliza la ley de Raoult modificada para calcular la presión en los puntos de burbuja y rocío, empleando modelos como Wilson y Margules. Además, se presentan ejercicios que ilustran cómo calcular estos puntos para una mezcla de metanol y acetonitrilo, y se usa una hoja de cálculo para realizar diagramas de equilibrio líquido-vapor. El video concluye con comparaciones entre resultados experimentales y teóricos.

Takeaways

• 🧪 El equilibrio entre las fases líquida y vapor de un componente se alcanza cuando la fugacidad de la fase vapor es igual a la fugacidad en la fase líquida.
• 📘 La ecuación de equilibrio líquido-vapor (ley de Raoult modificada) relaciona la presión del sistema, la fracción molar de vapor y los coeficientes de actividad.
• 🔍 El coeficiente de actividad varía de la fugacidad real con respecto a la fugacidad ideal del componente.
• 🌡 Los modelos de Margules, Wilson y NRTL son utilizados para calcular los coeficientes de actividad.
• 🧪 El punto de burbuja se determina a partir de la presión en la que se forma la primera burbuja de vapor en una mezcla líquida.
• 💧 El punto de rocío se determina a partir de la presión en la que se forma la primera gota de líquido en una mezcla de vapor.
• 📊 Para calcular el punto de burbuja y el punto de rocío, se utilizan las presiones de saturación obtenidas por la ecuación de Antoine.
• 🔄 Se hace uso de un proceso iterativo para determinar la composición en la fase líquida y calcular los coeficientes de actividad.
• 📈 Se construye un diagrama presión-xy para comparar los puntos experimentales con las curvas obtenidas de la correlación de Margules.
• 📊 La herramienta de Excel名为'estimación lineal' se utiliza para encontrar los parámetros de la ecuación de Margules.

Q & A

¿Cuál es la condición de equilibrio entre la fase líquida y vapor en un sistema binario?

En un sistema binario, el equilibrio se da cuando la fugacidad de la fase vapor del componente y es igual a la fugacidad del mismo en la fase líquida.

¿Qué es el coeficiente de fugacidad y cómo se relaciona con la ley de Raoult modificada?

El coeficiente de fugacidad es un valor que se utiliza para describir la fugacidad de una sustancia en una fase dada. En la ley de Raoult modificada, esta ley establece que en el equilibrio, la presión del sistema por la fracción molar de vapor es igual al producto del coeficiente de actividad, la fracción molar de líquido y la presión de saturación del componente.

¿Cómo se puede determinar el coeficiente de actividad de un componente en una mezcla?

El coeficiente de actividad se determina como la razón entre la fugacidad de la fase de vapor del componente y sobre la fugacidad ideal del mismo, y se puede calcular utilizando diferentes modelos como el modelo de Margules, Wilson, o NRTL.

¿Cuál es la importancia de la presión de saturación en la ecuación de Antoine?

La presión de saturación es crucial en la ecuación de Antoine, que se utiliza para calcular las presiones de saturación de cada componente a una temperatura dada, y es una parte fundamental para determinar los puntos de burbuja y rocío.

¿Cómo se calcula la presión en el punto de burbuja para una mezcla dada?

Para calcular la presión en el punto de burbuja, se toma la mezcla como completamente líquida, se utilizan las composiciones dadas y se aplican las ecuaciones de Raoult modificadas junto con los coeficientes de actividad calculados a través de modelos como el de Wilson.

¿Qué significa el punto de rocío en un proceso de equilibrio líquido-vapor?

El punto de rocío es el punto en el cual se forma la primera gota de líquido en una mezcla que inicialmente estaba en fase de vapor, indicando que la presión y temperatura alcanzaron el nivel necesario para la condensación.

¿Cómo se determina si es posible obtener una mezcla con composiciones específicas a partir de una mezcla original?

Para determinar si es posible obtener una mezcla con composiciones específicas, se analizan los puntos de burbuja y residuos, y se calculan las fracciones límites del líquido y vapor que se pueden dar en el equilibrio entre las fases.

¿Qué es la ecuación de Margules y para qué se utiliza?

La ecuación de Margules es una relación empírica que se utiliza para ajustar datos experimentales y modelar el equilibrio del líquido-vapor. Se utiliza para calcular los coeficientes de actividad y, a partir de estos, la energía libre de mezcla excesiva.

¿Cómo se realiza la correlación entre los datos experimentales y los teóricos en un diagrama presión xy?

Se realiza una correlación entre los datos experimentales y los teóricos mediante la representación gráfica de los coeficientes de actividad y las presiones obtenidas experimentalmente en comparación con las presiones calculadas a partir de la ecuación de Margules.

¿Cuál es el propósito de la 'herramienta de estimación lineal' en Excel en este contexto?

La herramienta de estimación lineal en Excel se utiliza para obtener los valores de la pendiente y la intersección de una línea de tendencia, lo cual es útil para encontrar los parámetros de la ecuación de Margules a partir de los datos experimentales.