Solución Ejercicios 1) Una mezcla líquida de 20% n

Solución Ejercicios
1) Una mezcla líquida de 20% n-pentano, 65% n-Hexano y 15% n-heptano se
introduce en un recipiente y se deja alcanzar equilibrio L-V a 25ºC.
Considerando a estos componentes como una mezcla ideal que obedece a
la ley de Raoult, calcular:
a) La presión total que se genera en el recipiente
b) La composición de la fase gaseosa
constantes de Antoine
A
B
C
n-pentano
15,8333 2477,07 -39.94
n-hexano
15,8366 2697,55 -48,78
n-heptano
15.8737 2911,32 -56,51
Ln (Pv) = A – B/(C+T); Pv[=]mmHg; T[=]K
2) Explique en un diagrama T vs. (X,Y) como se determinan los puntos de
burbuja y rocío a Pcte. Explique adicionalmente como se calculan
analíticamente estos valores. Finalmente, se requiere separar una mezcla
con una composición determinada Zi en un 50% de líquido y 50% de vapor;
determine la temperatura a la cual se debe trabajar utilizando el diagrama y
la regla de la palanca.
3) ¿Cuál es el punto de burbuja de una mezcla equimolar de metanol-etanol a
una presión total de 2atm?. Si a la mezcla se añade Tetracloruro de
carbono (que es un solvente no polar), ¿cuál será el punto de ebullición de
la mezcla?
constantes de Antoine
A
B
C
Metanol
18,5875 3626,55 -34,29
Etanol
18,5242 3578,91 -50,5
Tetracloruro de carbono 15,8742 2808,19 -45,99
Ln (Pv) = A – B/(C+T); Pv[=]mmHg; T[=]K
4) A una cierta temperatura una mexcla de ciclopentano y tetracloruro de
carbono tiene una presión de vapor de 201.6mmHg. A esa misma
temperatura Pºciclo =317.01 y Pºtetra = 113.5 mmHg. Cromatográficamente se
determina que: yciclo=0.6675 y que xtetra = 0.4188
Calcular los coeficientes de actividad de cada componente
RESPUESTAS
1.
Teóricamente, con 2 compuestos:
P   X i Pi
i
a) P = ?
b) Yi = ?
compuesto
C5
C6
C7
Zi
0,2
0,65
0,15
T = 25ºC
Pvi
512,89
151,28
45,86
Xi=Zi
0,2
0,65
0,15
P=
 XiPvi=
Xi*Pvi
102,58
98,33
6,88
Yi=Xi*Pvi/P
0,493
0,473
0,033
207,99
R.a. P = 207.99mmHg
R.b.
compuesto
C5
C6
C7
Yi
0,493
0,473
0,033
2. a) Tburb. y Trocio = ? gráficamente
b) Tburb. y Trocio = ? analíticamente
c) T= ? a Zi si L=50% y V=50%
R.a. (1) A Zi = cte los puntos de burbuja y de rocio (Tburb. y Trocio respectivamente) se
encuentran sobre la línea de burbuja y de rocio (ver fig.)
R.a. (2) A Ti = cte la composición del líquido y del vapor son Xburb. y Yrocio
respectivamente (ver fig.)
XiPvi
1
P
i
i
YiP
Pto. de rocio:  Xi  1  
1
i Pvi
i
R.b. Pto. de burbuja:
Yi  1 
Parte c):
La temperatura de trabajo se obtiene a través de la regla de la palanca a Zi=cte:
Base F=1lbmol  V=L=0.5lbmol
VF FL VL


L
V
F
VF FL VL


0.5 0.5
1
 que el segmento VF  el segmento FL
R.c. Se busca la temperatura (Ti) donde VF  FL (ver fig.):
3.
c) Tb(1) = ?
d) Tb(2) = ?
en (1) P  i X Pvi
i
P  X MOH * PvMOH  X ETOH * PvETOH
2atm *
760 mmHg
3626 .55
3578 .91
 0.5 * EXP ( 18.5875 
)  0.5 * EXP ( 18.5242 
)
1atm
 34.29  T
 50.5  T
R.a. T  362 .55 K
en (2) P 
 X Pv 
i
i fase1
i

 X Pv 
i
i
i fase 2
P  X MOH * PvMOH  X ETOH * PvETOH  1* PvCCl 4
2 * 760  0.5 * EXP ( 18.5875 
3626 .55
3578 .91
2808 .79
)  0.5 * EXP ( 18.5242 
)  1* EXP ( 15.8742 
)
 34.29  T
 50.5  T
 45.99  T
R.b. T  346 .32 K
4. P=201.6mmHg
Pºciclo = 317.01mmHg
Pºtetra = 113.01mmHg
Yciclo = 0.6675
Ytetra = 0.4188
 ciclo  ?,
 tetra  ?
Yi P  X i i Pi
o
R.  i 
Yi P
o
X i Pi
0.6675* 201.6
 0.73
( 1  0.4188)* 317.01
( 1  0.6675 )* 201 .6

 0.505
0.4188 * 113 .5
 ciclo 
 tetra