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• Carolay Fernandez Ramos

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EQUILIBRIO DE FASES Y SUS APLICACIONES 1. INTRODUCCION El equilibrio de fases hace referencia a la ausencia de cualquier transferencia neta de una o más especies químicas de una fase a otra en un sistema multifásico. Tomando en cuenta que cualquier sistema evoluciona de forma espontánea hasta alcanzar el equilibrio. Las fases pueden coexistir en equilibrio cuando las variables del sistema permanecen constantes en tiempo y posición.

2. OBJETIVO Conocer que es el equilibrio de fases y sus aplicaciones. 3. DESARROLLO 3.1.

¿ Que es un equilibrio de fases?

Es la situación dinámica que se produce cuando 2 procesos en dirección opuesta ocurren a la misma velocidad. Si no hay conversión neta de una fase a la otra se dice que las dos fases están en equilibrio mutuo. 3.2.

¿Cuándo se alcanza el equilibrio de fases?

El equilibrio de fases se alcanza cuando: La velocidad de condensación tiene que ser igual a la velocidad de evaporación, esto hace que la conversión neta sea nula. La presión del agua gaseosa tiene que ser igual a la presión de vapor del líquido que está por debajo del gas.

Para que un líquido se evapore debe suministrarse la energía en forma de calor, de igual forma cuando el sistema se condensa se transfiere energía menor en forma de calor del sistema al entorno. Si se toma una muestra líquida y se coloca en un recipiente vacío, parte de ella se evaporará o en su proceso inverso el vapor pasará a un estado líquido mediante la condensación. Establecer relaciones cuantitativas entre las variables que describen el estado de equilibrio de dos o más fases homogéneas que intercambian libremente materia y energía. Fase homogénea en equilibrio debe ser igual a cualquier región del espacio en donde las propiedades intensivas tienen el mismo valor en cualquier punto de la existencia de la fase. 3.3.

Las propiedades mas importantes en un equilibrio de fases

En el equilibrio de fases las propiedades más importantes son: temperatura, densidad, presión y composición. 3.4.

Aplicaciones Ejemplos: 

Lineas de alta presión: se puede prevenir la condensación de liquidos cambiando la composición lo cual afectaria a la bomba. Lo controlamos con el comportamiento de fases del fluido que estaría bombeando. Sin no cambio la composición y si tengo un gas rico condensaría liquidos dentro de la tubreria y mi diagrama de fases cambia porque quedaría fuera de la envolvente. Puedo evitar una condensación haciendo al gas mas liviano.



Proceso de refrigeración:en los procesos criogénicos si la refrigeración se hace a alta presión, es muy importante considerar el diagrama de fases. En un proceso criogénico se

debe bajar la temperatura y hacer que su gas sea mas liviano. Se debe tomar en cuenta las presiones de rocio y las presiones de burbuja. 

Operaciones cercanas al punto critico: se deben evitar errores en el calculo del punto critico, en lo posible evitar el Pc. Si se considera un calculo con un error obtendré un rango similar a la de presión de operación y tendre muchos problemas, el espacio será muy hancho y correré el riesgo de que mis condiciones de operación caigan dentro de ese rango.

3.5.

Aplicaciones industriales

Es importante resaltar que la predicción del equilibrio de fases es la base fundamental del diseño de los principales equipos de separación en la industria de procesos. Cromatógrafo de gases Cromatógrafo de líquidos de alta resolución  Descripción de los equipos utilizados industrialmente El equilibrio de fases se presenta en la técnica por espacio de cabeza, la cual es aplicable en el análisis directo de contaminantes volátiles en muestras sólidas o líquidas. Para realizar un análisis por medio de esta técnica, la muestra se introduce en un vial herméticamente cerrado y se somete a una temperatura previamente fijada durante un tiempo suficiente para que las disitintas fases de los componentes a analizar alcancen el equilibrio, es decir hasta que la presión parcial de cada componente en la atmósfera del vial sea igual a su presión de vapor a la temperatura de trabajo. 

Cromatógrafo de gases

Equipo que permite separar las diversas sustancias que están presentes en una muestra. El equipo dispone de un detector de índices de refracción, un detector de fluorescencia y un detector de ultraviolado y visible. El equipo se aplica habitualmente en el ámbito de las moléculas orgánicas de todo tipo. 

Cromatógrafo de líquidos de alta resolución

DESTILACIÓN: Separación de diferentes componentes líquidos, sólidos o gases mediante la evaporización y condensación. EXTRACCIÓN: Proceso de separación de una sustancia que puede disolverse en dos disolventes no miscibles. LIXIVIACIÓN: Proceso en el que un disolvente líquido se pone en contacto con un sólido para que se produzca la disolución de uno de los componentes del sólido. CRISTALIZACIÓN: Formación de un sólido cristalino a partir de un gas o un líquido. ABSORCIÓN: Eliminación de uno o más componentes de una mezcla gaseosa con ayuda de un solvente líquido. ADSORCIÓN: Eliminación de forma individual de los componentes de una mezcla gaseosa o líquida. HUMIDIFICACIÓN: Operación que consiste en aumentar la cantidad de vapor presente en una corriente gaseosa.

4. CONCLUSIONES Por lo tanto es muy importante saber lo que es el equilibrio de fases, ya que en nuestra área de ingeniería petrolera esta se la debe manejar al momento de separación de liquidos donde podemos encontrar varios problemas si no sabemos entenderlo. Para que exista un equilibrio entre fase depende directamente de dos propiedades que son la temperatura, la presión y el tipo de composición. 5. BIBLIOGRAFIA  https://termoapunefm.files.wordpress.com/2011/10/tema_iv.pdf  balzhiser R.Michael R.S. termodinámica. Quimica para Ingenieros. 1990.