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• Jorge Gonzalez

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U. I. Cambios de estado.

FISICOQUÍMICA 1.

ECUACIONES PARA CAMBIOS DE FASE EN SUSTANCIAS PURAS Ecuación de Clapeyron Proporciona la relación del cambio de presión con respecto al cambio de temperatura, en términos de magnitudes fácilmente medibles como lo son el volumen específico másico o molar y el calor latente (H). Aplica principalmente para fenómenos de fusión, aunque también puede usarse en sublimación y vaporización.

En forma diferencial dP H = dT T V Separando variables para integrar: P2 H T2 dT P1 dP = V T1 T Integrando:

( P2 − P1 ) =

H  T2  ln   V  T1 

o bien:  T  V ln  2  = ( P2 − P1 ) T  H  1 Ecuación de Claussiuss-Clapeyron Esta es una modificación de la ecuación de Clapeyron. Relaciona la dependencia de la temperatura y presión de un líquido puro con su calor de vaporización y SOLO aplica en cambios de fase que involucren el estado gaseoso: vaporización y sublimación.

De la ecuación de Clapeyron dP H = dT T V Asumiendo que el Vgas>>>>>>>Vlíq>>>Vsólido: V = Vgas − Vlíq o sól Sustituyendo: dP H = dT TVgas

Dra. M. Estefanía Angeles San Martín

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RT Como Vˆgas = ; sustituyendo: P dP H = ; H es de vaporización o sublimación dT  RT  T   P  Separando variables para integrar: P2 dP H T2 dT P1 P = R T1 T 2 Integrando: P  H  1 1  ln  2  = −  −  R  T2 T 1   P1  Ecuación de Antoine Esta ecuación se deduce de la ecuación de Claussiuss-Clapeyron, asumiendo que los cambios de temperatura y presión son mínimos. Describe la relación entre la temperatura de ebullición (Tb) y la presión de saturación (Pvap) del vapor de los líquidos puros. Las constantes A, B y C son valores experimentales específicos para cada sustancia y se encuentran tabulados ya que varían según la estructura de la ecuación: las unidades de T y P, signos, logaritmo, etc. Las siguientes son algunas formas de la Ecuación de Antoine pero puede haber más y se deben especificar las unidades de P y T para usar las tablas de constantes correctas.

B T +C B ln P = A − T −C log P = A −

Ecuación de Riedel Esta ecuación relaciona el calor latente molar de vaporización de una sustancia pura con su punto de ebullición estándar y sus propiedades críticas.

Hb 1.092 ( ln Pc − 1.013) = RTb 0.930 − Tbr

Dra. M. Estefanía Angeles San Martín

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Donde: Hb Calor latente molar de vaporización a la tempertura estándar de ebullición. Pc Presión crítica en bar. Tb Temperatura de ebullición estándar. Tbr Temperatura de ebullición reducida =

Tb Tc

Ecuación de Watson Esta ecuación calcula el calor latente de vaporización de una sustancia pura a cualquier temperatura que se busque, a partir de un valor conocido o calculado a otra temperatura diferente.

H 2 1 − Tr2  =  H1  1 − Tr1 

0.38

Donde: H 2 y Tr2 Calor latente de vaporización y temperatura reducida buscados. H1 y Tr1 Calor latente de vaporización y temperatura reducida conocidos. En forma general:  1 − Tr1  H T = H To   1 − Tr0 

n

Donde: H T y Tr1 Calor latente de vaporización y temperatura reducida H To Si

buscados. y Tr0 Calor latente de vaporización y temperatura reducida conocidos. Tbr  0.71 Tbr  0.57

0.71  Tbr  0.57

Dra. M. Estefanía Angeles San Martín

n = 0.41 n = 0.30 n = 0.74 (Tbr − 0.116 )

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