Entalpia de mezcla y Entalpia en Exceso de

Entalpía de Mezclado
ESTUDIO DE CASO 4.1 [Ejemplo 13.2. Smith & Van Ness, 4a. edición]
Se tiene un sistema líquido binario cuyas condiciones T y P están fijas. Hallar la entalpía a
dilución infinita H∞ para cada componente.
Se asume que la entalpía de este sistema está adecuadamente representado por la siguiente
expresión:
H ( x1 , x2) := 200⋅ x1 + 300⋅ x2 + x1⋅ x2⋅ ( 40⋅ x1 + 20⋅ x2)
SOLUCIÓN. Transformando la expresión de entalpía anterior, en términos de la fracción
molar del componente 1, nos da la ecuacion que expresa la entalpia en solucion:
H ( x) := 200⋅ x + 300⋅ ( 1 − x) + x⋅ ( 1 − x) ⋅ [ 40⋅ x + 20⋅ ( 1 − x) ]
Por otra parte, las propiedades parciales molares de cada componente se expresan por las
siguientes expresiones, para cada componente en la mezcla binaria:
H1pm ( x) := H ( x) + ( 1 − x) ⋅
d
H ( x)
dx
H2pm ( x) := H ( x) − ( x) ⋅
Los valores de la entalpía a dilución infinita, en ambos extremos, son:
H1∞ := H1pm ( 0)
H2∞ := H2pm ( 1)
Ademas, las expresiones de la entalpía para cada componente puro, son:
H1puro := H1pm ( 1)
H2puro := H2pm ( 0)
Finalmente, la entalpía ideal de mezcla para este sistema es:
Hid ( x) := H2puro + x⋅ ( H1puro − H2puro)
d
H ( x)
dx
H1∞ = 220
H1puro = 200
H2∞ = 340
H2puro = 300
H(x)
Hideal(x)
H1_pm(x)
H2_pm(x)
x
ESTUDIO DE CASO 4.2 [Ejemplo 11.2. Smith & Van Ness, 4a. edición]
Se tiene un sistema líquido binario cuyas condiciones T y P están fijas. Hallar la entalpía a
dilución infinita H∞ para cada componente.
La entalpía de mezcla en exceso de este sistema está adecuadamente representado por la
siguiente expresión:
E
H = x1⋅ x2⋅ ( 40⋅ x1 + 20⋅ x2)
SOLUCIÓN. Transformando la expresión de entalpía de mezcla en exceso, en términos de la
fracción molar del componente 1:
HE ( x) := x⋅ ( 1 − x) ⋅ [ 40⋅ x + 20⋅ ( 1 − x) ]
Las entalpias parciales molares en exceso para cada componente se expresan por:
HE1pm ( x) := HE ( x) + ( 1 − x) ⋅
d
HE ( x)
dx
HE2pm ( x) := HE ( x) − ( x) ⋅
d
HE ( x)
dx
Las expresiones de la entalpía en exceso a dilución infinita son:
H1∞ := HE1pm ( 0)
H1∞ = 20
H2∞ := HE2pm ( 1)
H2∞ = 40
La entalpía en exceso para los componentes puros:
H1puro := HE1pm ( 1)
H1puro = 0
H2puro := HE2pm ( 0)
Ejemplificando para una composición específica
x1 := 0.40
HE1pm ( x1) = 12.96
HE2pm ( x1) = 2.56
La entalpía en exceso parcial molar se expresa por:
HEpm ( x) := HE2pm ( x1) + x⋅
HE ( x)
HEpm ( x)
HE1pm ( x)
HE2pm ( x)
x
d
HE ( x1)
dx1
H2puro = 0