Fiqui2 Labo 2 Binario
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE ING. QUÍMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA II – QU435 “A”PERIODO ACADÉMICO 2010 - I
“DIAGRAMA DE FASES DE UN SISTEMA BINARIO”
o Profesores:
Ing. CARDENAS MENDOZA, Teodardo Javier Ing. VIVAS CUELLAR, Magali Camila
o Integrantes:
CHÁVEZ BARBOZA, Jorge Luis MONTES SANOMAMANI, Nelson Beltrán ÑAUPARI BARZOLA, Marvin Andrew
Fecha de Entrega: 14/04/10
LIMA – PERÚ
1
INDICE
1. OBJETIVOS Pág. 3
2. FUNDAMENTO TEORICO Pág. 3
3. DATOS Pág. 6
3.1. DATOS EXPERIMENTALES Pág. 6
3.2. DATOS BIBLIOGRÁFICOS Pág. 6
4. TRATAMIENTO DE DATOS Pág. 7
5. DISCUSIÓN DE RESULTADOS Pág. 9
6. CONCLUSIONES Pág. 9
7. RECOMENDACIONES Pág. 9
8. BIBLIOGRAFÍA Pág. 102
DIAGRAMA DE FASES DE UN SISTEMA BINARIO
1. OBJETIVOS
o Aprender el comportamiento del sistema cloruro de potasio – agua.o Efectuar y analizar las curvas de calentamiento y enfriamiento del sistema KCl – H2O
(Temperatura vs. tiempo) a una determinada composición.o Realizar un diagrama de fases del sistema KCl – H2O (Temperatura vs. fracción molar (%)).
2. FUNDAMENTO TEÓRICO.
3. DATOS
a) Datos experimentales:
T (°C)t
(min)T(°C)
t(min)
22 0 -9.5 1720 1 -9.5 1817 2 -9.7 1914 3 -10 20
11.5 4 -10.5 218.5 5 -10.8 225.5 6 -11.2 233.5 7 -11.5 241.5 8 -12.3 25-0.5 9 -12.5 26-2 10 -13 27
-3.5 11 -13.2 28-5 12 -13.5 29
-6.5 13 -14 30-7.5 14 -14.2 31-8.5 15 -14.5 32-9 16 -14.5 33
Tabla 1. Datos para curva de enfriamiento
T (°C)t
(min)T(°C)
t(min)
-11.3 0 -9.2 5-11 1 -8.8 6
-10.5 2 -7 7-10 3 -4 8-10 4 -2 9
T (°C) Funde último -2 t 9
3
cristal (min)Tabla 2. Datos para curva de calentamiento
% Peso –KCl (s) 8 16 23 24Masa H2O (g) 10 10 10 10
Masa KCl (g) 0,8 1,62,3
2,4
T (°C) desaparece último cristal
-2 -2,5 15 19
Tabla 3. Datos para el diagrama de fases binario
b) Datos bibliográficos
MKCl = 74,5 g/mol (Bibliografía d)MH2O = 18g/mol (Bibliografía d)Temperatura eutéctica del sistema KCl – H2O: -10,7 ºC. (Bibliografía b)
4. TRATAMIENTO DE DATOS
o Procederemos hacer la curva de enfriamiento a partir de los datos de la Tabla 1.
0 5 10 15 20 25 30 35
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
tiempo (min)
Tem
pera
tura
(°C)
Figura 2. Curva de enfriamiento del KCl(ac)
o Se observa que la curva es constante en -9.5 °C por lo que sería el primer resultado de la temperatura eutéctica.
o Procedemos hacer el gráfico de la curva de calentamiento tomando los datos de la tabla 2.
4
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
tiempo (min)
Tem
pera
tura
(°C)
Figura 3. Curva de calentamiento del KCl(ac)
o Es constante en -10 °C por lo que sería el segundo resultado de la temperatura eutéctica.
o Ahora graficamos el diagrama de fases del sistema binario KCl- H2O
7 17 27-7
-2
3
8
13
18
23f(x) = 4 x − 77
f(x) = − 0.0625 x − 1.5
XA %
Tem
pera
tura
(ºC)
Figura 4. Diagrama de fases del KCl – H2O
5
o Ahora igualamos las ecuaciones para hallar la concentración eutéctica en forma de XA% (porcentaje de fracción molar de KCl).
-0,0625x – 1,5 = 4x – 77
x= XA% = 18,58 %
o Reemplazando este resultado en cualquiera de la ecuación hallamos la temperatura eutéctica.
TEUTÉCTICA = -2,68 °C
o Presentamos los datos en la Tabla 4.
Temperatura Eutéctica por curva de enfriamiento
Temperatura Eutéctica por curva de calentamiento
Temperatura Eutéctica por diagrama de fases
-9.5 °C - 10°C -2,68 °CTabla 4. Temperaturas eutécticas experimentales y calculadas.
5. DISCUSIÓN DE RESULTADOS.
o La temperatura eutéctica teórica del sistema del experimento es -10,7 ºC. Calculando el error porcentual respecto a los datos de la Tabla 4:
%E.P (enfriamiento )=|−10,7+9,5−10,7 |x100=11,21%
%E.P (calentamiento )=|−10,7+10−10,7 |x 100=6,54 %
%E.P (diagrama de fases )=|−10,7+2 ,68−10,7 |x 100=74,95 %
6. CONCLUSIONES
o La temperatura eutéctica es invariable, ya que a una determinada temperatura (eutéctica) y composición del sistema interactúan las diferentes fases del diagrama.
7. RECOMENDACIONES
o Si se quiere que el sistema baje más de temperatura para tabular temperaturas más bajas se debe agregar más sal al hielo para que absorba calor y el termómetro llegue a temperaturas lo suficientemente bajas.
8. BIBLIOGRAFÍA
6
a) LEVINE, I. “Fisicoquímica”. Madrid – España. Editorial McGraw – Hill. 5° Edición. Vol. 1. 2004. Páginas: 442 – 453.
b) MARTINEZ, ANDRÉS, CHIRALT, FITO. “Termodinámica y cinética de sistemas alimento entorno”. Universidad Politécnica de Valencia. Valencia – España. Pág. 92.
c) http://cabierta.uchile.cl/revista/23/articulos/pdf/edu1.pdf
d) Enciclopedia Encarta 2009 Biblioteca Premium / Tabla periódica.
e) http://www.comosehace.cl/procesos/PaulinaCecci/complemento_Solidificacion.htm
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