Informe 1 Diagrama de Fases Liquido Liquido

LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA II - UNIVERSIDAD DE NARIÑODIAGRAMA DE FASES LIQUIDO-LIQUIDO . Palabras clave: fase, miscibilidad, sistema. Resumen: Se determino experimentalmente el diagrama de fases de hexano en nitrobenceno, en el cual se pudo observar la temperatura crítica la cual fue de 54C o por encima de esta temperatura los dos componentes son completamente miscibles, así como también se observo que a medida que la cantidad de hexano aumenta en comparación del nitrobenceno la temperatura de miscibilidad es mucho menor. Introducción Muchos líquidos presentan el fenómeno de miscibilidad parcial, este es producido por repulsión entre las moléculas de los componentes de la mezcla así como sucede con el sistema formado entre hexano y nitrobenceno, así cuando se agrega una cantidad pequeña de una segunda sustancia, capaz de disolverse en la primera, dará lugar a la formación de un sistema bivariante, pues el número de componentes es 2 y el número de fases también. A temperatura constante, la presión del sistema es una función de la composición. Si el segundo componente es un líquido parcialmente soluble en el mismo y se agrega en cantidades crecientes, la solución resultante permanecerá homogénea y su composición y presión se modificarán continuamente hasta que la concentración alcance un valor definido a partir del cual la sustancia no continuará disolviéndose y esto dará lugar a la formación de dos fases líquidas, Dependiendo de las condiciones de concentración y temperatura una mezcla binaria de dos líquidos puede presentarse formando una única fase homogénea o formando dos fases con concentraciones distintas, con una interface separándolas. Este fenómeno se denomina separación de fases o también transición de fase líquido-líquido. En un diagrama concentración - temperatura aparecerá una curva de coexistencia de fases, que separa la región donde el sistema se presenta en una sola fase de la región en la que el sistema se presenta en dos fases. El máximo de la curva de coexistencia es un punto crítico, que se denomina punto consoluto. Termodinámicamente, el parámetro que controla si el sistema se presenta en una o dos fases es el potencial de Gibbs molar de mezcla: m A A B B G = x ⋅ µ + x ⋅ µ. La función Gm es la diferencia de energía libre por mol entre la mezcla homogénea y las dos fases separadas. Según sea la concavidad de Gm como función de la concentración, el sistema se presenta en una fase (concavidad positiva) o en dos fases (concavidad negativa). Dado que la formación de las soluciones está acompañada con cambios térmicos, la solubilidad puede aumentar o x h g º T y b s u a n m d c o l r i t p e % 0 4 j v z LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA II . tal como se observa en la tabla 1. con la formación de una segunda fase conjugada de la primera como es el caso del sistema de hexano en nitrobenceno y que consiste en una cantidad pequeña de n-hexano en nitrobenceno. se alcanza un valor al cual la segunda fase desaparece.UNIVERSIDAD DE NARIÑO disminuir con el incremento de la temperatura. se obtiene una solución heterogénea. se denominan soluciones conjugadas. es decir que no se mezclan en todas las proporciones a cualquier temperatura. Proporción y fracción molar de hexano en nitrobenceno Tubo % hexano Xhexano 1 40 2 50 3 60 4 70 5 80 6 90 En un sistema formado por dos sustancias que son parcialmente miscibles. y el sistema binario pasa a tener una sola fase pero por agregado . Las dos soluciones que a una temperatura dada coexisten en equilibrio. Metodología Resultados y discusión Tabla 1. Si la temperatura se eleva. En ese punto las cantidades relativas de ambas fases están dadas por la regla de la palanca. se obtienen otra vez dos fases conjugadas y nuevamente será necesario aumentar la temperatura para que las fases sean miscibles. Tabla 2. mientras que por debajo de esa temperatura. . es decir que la solución de hexano en nitrobenceno tiene la misma composición que la solución de nitrobenceno en hexano. Temperaturas de miscibilidad de hexano y nitrobenceno Temperatur a Co hexano nitrobence no Figura 1. en el cual las dos curvas son comunes. se le nombra como temperatura crítica o de codisolución. tal como se puede observar en la tabla 2. se podría obtener una curva de solubilidad de nitrobenceno en hexano. La composición puede también denominarse concentración crítica. Esta parte no se si colocarla Esta temperatura a la cual aparecen nuevamente las dos fases no difiere mucho de la temperatura observada para la miscibilidad y la formación de una sola fase del sistema. Por otro lado. Existe un punto. si se agregan cantidades conocidas de nitrobenceno sobre una cantidad determinada de hexano y se miden las temperaturas a las cuales se producen las correspondientes miscibilidades de las fases conjugadas.LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA II . es así como haciendo varias repeticiones a diferentes proporciones de hexano en nitrobenceno se obtuvo el diagrama de fases que se observa más adelante figura 1. existe una zona de concentración y temperatura a la cual aparecen las dos fases conjugadas.UNIVERSIDAD DE NARIÑO posterior de soluto a esa nueva temperatura T. así como en el procedimiento anterior. cuando la temperatura aumenta hasta aproximadamente 54 o el n-hexano es soluble en nitrobenceno en todas las proporciones. A este punto se lo denomina punto crítico o de codisolución y la temperatura a la cual ocurre. así como la miscibilidad entre ellos. es decir la composición de las dos fases en el equilibrio varia con la temperatura. Diagrama de fases liquido-liquido hexano y nitrobenceno. Se puede comprobar que. Anotando las temperaturas de miscibilidad y las cantidades de n-hexano agregado sobre nitrobenceno se obtiene la curva de solubilidad de n-hexano en nitrobenceno. esto sucedió con el último ensayo.  El Diagrama de Fase es de gran importancia ya que mediante el encontramos los diferentes tipos de estados de un material que son sistemas que van en función de todas las fases de cambios que representan determinadas condiciones de presión.LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA II . temperatura y composición que a partir de estos diagramas podemos obtener informaciones rápidamente de cual podemos obtener satisfactorios resultados que van en función de los equilibrios de este sistemas en composición de su fase. Esto se debe a que el movimiento térmico supera la energía potencial que mantiene unidas las moléculas de un mismo tipo.UNIVERSIDAD DE NARIÑO De la figura 1 diagrama de fases del sistema obtenido se puede decir que la temperatura critica en la cual se produce la separación de las fases es 54 C o por encima de esta temperatura los dos componentes de la mezcla son totalmente miscibles. Conclusiones  Con este sencillo experimento se puede observar las temperaturas a las cuales dos líquidos son miscibles completamente después de una temperatura critica.  Al aumentar la temperatura del sistema aumenta la solubilidad de un componente en el otro. . ya que la formación de una sola fase cuando la proporción de hexano es 90% a 10% de nitrobenceno se hace a temperatura ambiente por lo cual fue necesario realizar un baño de hielo para poder observar la formación de las dos fases. así mismo se puede decir que en la medida que la proporción de hexano sigue aumentando y la de nitrobenceno disminuye la miscibilidad así como la formación de las dos fases se observa a una temperatura mucho menor.