UNIVERSIDAD DE SAN FRANCISCO XAVIER DE CHUQUISACA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICAY ALIMENTOS
LABORATORIO DE PROCESOS UNITARIOS
PRQ 370
CAPITULO1. EQUILIBRIO LIQUIDO-VAPOR Y DIAGRAMAS
DE EQUILIBRIO. PARTE 2
MEZCLAS FLUIDAS
2/2021
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Diagramas de Fases en Ingeniería Química: Equilibrio Líquido-Vapor y Azeotropos, Resúmenes de Termodinámica
El tema de diagramas de fases en Ingeniería Química, con énfasis en el equilibrio líquido-vapor y azeotropos. Se explican los conceptos básicos de fases, composición de fases y diagramas T-x-y y P-x-y. También se proporcionan ejemplos y problemas resueltos para ilustrar la utilidad de estos diagramas.
Qué aprenderás
- ¿Cómo se determina la composición de las fases en equilibrio en un sistema binario?
- ¿Qué es la temperatura de burbuja y rocío en un diagrama T-x-y?
- ¿Cómo se utiliza un diagrama P-x-y para determinar la presión de saturación de un componente?
- ¿Cómo se representan las fases en un diagrama T-x-y?
- ¿Qué es un azeotropo y cómo se representa en un diagrama P-x-y?
Tipo: Resúmenes
2020/2021
1 / 16
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UNIVERSIDAD DE SAN FRANCISCO XAVIER DE CHUQUISACA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA Y ALIMENTOS
LABORATORIO DE PROCESOS UNITARIOS
PRQ 370
CAPITULO1. EQUILIBRIO LIQUIDO-VAPOR Y DIAGRAMAS
DE EQUILIBRIO. PARTE 2
MEZCLAS FLUIDAS
EQUILIBRIO LIQUIDO-VAPOR
INTRODUCCIÓN
Fase: Es una región del espacio (un sistema termodinámico), a lo largo del cual todas
las propiedades físicas de un material son esencialmente uniformes.
Fase vapor Fase liquida Mezcla de etanol (𝑧 1 = 0. 4 ) y agua (𝑧 2 = 0. 6 )
Nunca
Composición global Composición fase vapor Composición fase liquida
DIAGRAMA DE FASES
Diagrama de fases , es la representación gráfica de las fases que están presentes en un componente o
mezcla de componentes a ciertas condiciones de presión, temperatura y composición.
DIAGRAMA T-x-y
Indican la región de equilibrio líquido vapor
para un valor de presión. Sistemas binarios y
por lo general construido para el componente
mas liviano.
Diagrama de equilibrio T-x-y para n-hexano y n-octano a 1 atm. Vapor Recalentado Equilibrio Líquido-Vapor (Saturación) Líquido Comprimido
L-V
T rocío Vapor sat. (T-y) T burbuja Liq. Saturado (T-x) Temperatura de Burbuja: Punto en el cual esta en equilibrio la fase liquida con una cantidad infinitesimal de vapor. Temperatura de Rocío: Punto en el cual esta en equilibrio la fase vapor con una cantidad infinitesimal de liquido T ebullición del componente pesado T ebullición del componente liviano
DIAGRAMA P-x-y
Vapor Recalentado Equilibrio Líquido-Vapor Saturación Líquido Comprimido P burbuja Liquido saturado (P-x) P Rocío Vapor saturado (P-y) Presión saturación Componente liviano Presión saturación Componente pesado Diagrama de equilibrio P-x-y para n-hexano y n-octano a 125 °C.
Indican la región de
equilibrio líquido vapor
para un valor de
temperatura. Sistemas
binarios y por lo general
construido para el
componente mas
liviano.
Presión de Burbuja: Punto en el cual esta en equilibrio la fase liquida con una cantidad infinitesimal de vapor. Presión de Rocío: Punto en el cual esta en equilibrio la fase vapor con una cantidad infinitesimal de liquido
UTILIDAD DE LOS DIAGRAMAS DE FASES
- Para la mezcla n-Pentano y n-Heptano, determine la temperatura de burbuja y de rocío si la concentración global del n-Pentano(z) es del 50 % molar. Resp.: 𝑇𝑏𝑢𝑟𝑏𝑢𝑗𝑎= 53.8°C 𝑇𝑅𝑜𝑐í𝑜= 80.4C
- 100 moles de un líquido que contiene 20 % molar de n-Pentano es calentado. Cual es la composición del vapor formado en el punto de burbuja? Resp.:
- 100 moles de un líquido que contiene 20 % molar de n-Pentano es calentado. Hasta que temperatura se debe calentar para vaporizarlo completamente? Resp.:
UTILIDAD DE LOS DIAGRAMAS DE FASES
Diagrama de equilibrio P-x-y para n-hexano y n-octano a 125 °C.
- A que presión la mezcla en cualquier proporción esta en fase vapor? Resp.: A presiones menores a 1 bar
- A 2 bar y 125 °C cual será la composición de las fases? Resp.: 𝑥 = 0. 30 ; 𝑦 = 0. 65
- Cual es la presión de saturación del n-octano a 125 °C? Resp.:
Diagrama T-x-y a diferentes P
P=0.5 bar
P=1 bar
Diagrama P-x-y a diferentes T
T=85 °C
T=125 °C
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 P [bar] xCO2, yCO 300 K 330 K 350 K 365 K 385 K 395 K 420 K
Diagrama P-x-y a diferentes T
CO2-Isopentano (Peng Robinson)
1 10 100 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 P [bar] xCO2, yCO
Diagrama P-x-y a diferentes T
CO2-Isopentano (Peng Robinson) 300 K 330 K 350 K 365 K 385 K 395 K 420 K
0 10 20 30 40 50 60 70 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Presion [bar] Temperatura [K]
Envolvente de Fases
Punto crítico Puntos de burbuja Puntos de Rocío
L-V
LIQUIDO
VAPOR
CriConDenTherm CriConDenBar