Aplicaciones de las Leyes de Raoult y Dalton y de la Ecuación de Antoine. Parte II

 

Calculo de la Temperatura de Ebullición (Burbujeo)

Ahora supongamos que tenemos la presión del sistema y queremos estimar la temperatura de ebullición (burbujeo).

Combinando la ley de Dalton y la de Raoult obtenemos una expresión para el equilibrio entre las fases de vapor y líquida.

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Tenemos como datos la composición molar de la mezcla, XA y XB y tenemos la presión del sistema, queremos hallar la temperatura, que corresponde a la temperatura de burbujeo de la mezcla.

Ejemplo 2

Tenemos una mezcla en fase liquida la siguiente composición molar

0.40 Benzeno y 0.60 Tolueno a una presión de 760 mm Hg.

Esta aplicación es un poco más compleja que la de encontrar la presión de burbujeo. Tenemos que conseguir una temperatura que al ser colocada dentro de la ecuación de como resultado la presión del sistema, en este caso 760 mm Hg.

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Comencemos con una temperatura de 100 °C. Primero calculamos las presiones de vapor del Benzeno y del Tolueno a 100 °C.

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Luego multiplicamos por las correspondientes fracciones molares del Benzeno y del Tolueno.

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La Presión total calculada a 100 °C es mayor que la presión del sistema de 760 mm Hg del sistema, por lo que 100 °C no es la temperatura correcta.

Probemos con una temperatura de 90 °C.

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La presión total del sistema calculada es de

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Esta presión es mas baja que la presión de 760 mm Hg del sistema, Esto nos indica que la temperatura esta entre 90 y 100 °C. efectuando otras iteraciones conseguimos que la temperatura de ebullicion normal es de 95.14 °C.

Se puede utilizar Buscar Ojetivo en Excel y facilitar el calculo de la temperatura.

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En las filas 12 a la 21 se están efectuando iteraciones manualmente cambiando los valores de la columna de temperatura, hasta que coincida Pa + Pb con el valor de 760 mm Hg.

En la fila 22 estamos aplicando la función objetivo para hacer que la celda E22, sea igual a 760, cambiando la celda B22. El resultado se obtiene inmediatamente sin necesidad de hacer tanteos.

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Si aplicamos la misma hoja de Excel para varias fracciones molares de Benzeno y Tolueno podemos construir la curva de burbujeo y la curva de rocío.

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Los valores de las temperaturas para cada fracción molar han sido calculados aplicando la función objetivo. Con estos datos se ha construido el grafico T,x

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