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• Lenis Bertel

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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 P i

i

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.) R.b. Pto. de burbuja: Pto. de rocio:

 Yi  1   XiPvi  1 i

P

i

 Xi  1   YiP i

i

Pvi

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

 que el segmento

VF 

el

VF FL VL   0.5 0.5 1 segmento FL

R.c. Se busca la temperatura (Ti) donde

3.

VF  FL

(ver fig.):

c) Tb(1) = ? d) Tb(2) = ? en (1) P  i X i Pvi P  X MOH * PvMOH  X ETOH * PvETOH

2atm *

760mmHg 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

i fase1



 X Pv  i

i

i fase 2

P  X MOH * PvMOH  X ETOH * PvETOH  1* PvCCl 4

2 * 760  0.5 * EXP( 18.5875 

R.b. T  346.32 K

3626.55 3578.91 2808.79 )  0.5 * EXP( 18.5242  )  1* EXP( 15.8742  )  34.29  T  50.5  T  45.99  T

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

 ciclo 

R.

 tetra 

0.6675 * 201.6  0.73 ( 1  0.4188 ) * 317.01

( 1  0.6675 )* 201.6  0.505 0.4188 * 113 .5

i 

Yi P o X i Pi