LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA (NELI03031) LICENCIATURA EN INGENIERÍA QUÍMICA, GRUPO 4° A SEMESTRE ENERO – JUNIO 2017 PRÁCTICA 7 Diagrama de Miscibilidad del Sistema Agua-Fenol I. Objetivos Obtención del diagrama de fases temperatura-composición correspondiente al equilibrio aguafenol. Material proporcionado por el alumno Material proporcionado laboratorio fenol Agua destilada Parrilla Tapones para tubo de ensaye 7 tubos de ensaye Recipiente para baño maría Termómetro Probeta Cinta masking tape en el II. Introducción Al mezclar dos líquidos pueden observarse todas las posibilidades de la solubilidad mutua: desde miscibilidad completa, miscibilidad parcial e inmiscibilidad total. La mezcla de solubilidad mutua limitada ocupa una posición intermedia (anilina-agua, fenol-agua); en este caso, la mezcla de dos líquidos A y B después de su agitación se divide en dos capas: la disolución saturada de A en B y la disolución saturada de B en A. No obstante, en este caso, también pueden existir intervalos de temperatura y composición donde A y B forman una mezcla homogénea. Fig 1. Diagrama temperatura composición del sistema agua anilina El diagrama de fases temperatura-composición permite obtener una completa descripción de cualquier sistema de dos líquidos y su interpretación constituye un importante ejercicio en la aplicación de la regla de las fases. Si consideramos un equilibrio líquido-líquido, la regla de las fases propuesta por Gibbs, establece que: F=C–P+2 1/3 LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA (NELI03031) LICENCIATURA EN INGENIERÍA QUÍMICA, GRUPO 4° A SEMESTRE ENERO – JUNIO 2017 Donde F es el número de variables físicas independientes, llamadas grados de libertad de un sistema de C componentes y P fases cuando la temperatura y la presión son las únicas variables de la concentración. Si se considera que la presión es constante, 1 atmósfera, para un sistema de dos componentes de este tipo, la regla de las fases se reduce a: F = 3 – P. III. Desarrollo Experimental a) Verifique los tubos de ensaye estén limpios y etiquételos del 1 al 7 b) Prepare las siguientes mezclas de agua fenol: N° tubo %peso fenol 1 10 2 20 3 37.5 4 5 50 60 6 7 67.5 75 Una vez que prepare las mezclas tape los tubos de ensaye. Estos deberán permanecer tapados durante todo el desarrollo de la práctica. c) Coloque el recipiente que actuará como baño María conteniendo agua, sobre la parrilla de calentamiento, introduzca los tubos e incremente la temperatura hasta alcanzar 80°C. Deberá apreciar a estas condiciones miscibilidad completa (fase homogénea y transparente), en caso contrario, agítelos y déjelos por un mayor periodo de tiempo en el baño María d) Saque el primer tubo y deje enfriar agitando suavemente con una varilla de vidrio. Al alcanzar la temperatura de separación de fases, el contenido del tubo se volverá turbio y de aspecto lechoso. Registre la temperatura e) Continúe con el proceso de enfriamiento, observará que desaparece la turbidez y aparecerá una interfase estable entre dos fases homogéneas (fácilmente distinguibles). Registre la temperatura. f) Repita los incisos anteriores con los tubos restantes. Deberá documentar con fotografías los cambios observados durante el enfriamiento IV. Cálculos a) Los datos obtenidos de la experimentación regístrelos en la siguiente Tabla 1.1: Tabla 1.1 N° de tubo %peso de fenol Fracción molar de fenol Temperatura 1 2 3 4 5 6 7 2/3 Observaciones LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA (NELI03031) LICENCIATURA EN INGENIERÍA QUÍMICA, GRUPO 4° A SEMESTRE ENERO – JUNIO 2017 b) Elabore el diagrama temperatura composición del sistema agua- fenol. Identifique las fases presentes en cada zona c) Determine el número de grados de libertad de cada zona del diagrama obtenido d) Explique de forma resumida el diagrama obtenido e) Determine en el diagrama la temperatura de consoluto y compárela con la reportada en la literatura. V. Investigación adicional a incluir en el reporte 1 2 Investigue que es la temperatura crítica de consoluto Investigue al menos tres sistemas que presentes miscibilidad parcial Bibliografía Maron S.H. Prutton C.F. Fundamentos de Fisicoquímica, Limusa-Noriega editores, México 2002 Atkins P, de Paula J., Química Física, 8ª Edición, Oxford U.P. 2008. 3/3
