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P g i n a | 1
Instituto Politcnico Nacional
ESIQIE
Escuela Superior de Ingeniera Qumica
E Industrias Extractivas
Termodinmica del equilibrio de fases
Profesor Cristian Bouchot
Problemas 1 y 3
Grupo 2IM43
Alumno Nuez Luna Cesar Ivn
Fecha de entrega 27/09/13
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1. Datos de presin de vapor tabulados Se proporcionan los
siguientes datos de un fluido para el equilibrio de
Lquido-Vapor
Se proporcionan los siguientes datos de un fluido para el
equilibrio
Liquido-Vapor
Ps[KPa) T[C]
2.666 7.50
5.333 20.70
8.000 29.10
13.33 40.70
1. Calcular hL-V a 25C, planteando las hiptesis adecuadas.
Ecuacin de Antoine.
Se obtienen valores de A, B y C a P (bar) y T(K),por el mtodo
de
mnimos cuadrados.
Se establece que:
X1=T X2=LnP Y=TLnP
a1=A a2=-C a0=AC-B
Desarrollo Matemtico
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Desarrollando las matriz
[
] [
]
Cdigo MATLAB
clear clc Xe=[7.5,20.7,29.1,40.7]+273.15; X1=Xe
X2=[-3.624590964,-2.931256254,-2.525728644,-2.015153052]; Y=X1.*X2;
X1X1=X1.*X1; X1X2=X1.*X2; X2X2=X2.*X2; YX1=Y.*X1; YX2=Y.*X2;
ZX1=sum(X1); ZX2=sum(X2);
ZX12=sum(X1X1); ZX1X2=sum(X1X2); ZX22=sum(X2X2); ZY=sum(Y);
ZYX1=sum(YX1); ZYX2=sum(YX2); N=10;
MH=[N,ZX1,ZX2;ZX1,ZX12,ZX1X2;ZX2,ZX1X2,ZX22]^-1;
SOL=[ZY;ZYX1;ZYX2]; Am=MH*SOL; fprintf('R:%6.6f\n',Am);
a0=-0.005010; a1=-0.441200; a2=247.740172; A=a1 C=-a2 B=(A*C)-a0
Parmetros de Antoine a Presin en bar y Temperatura en Kelvin. A
=-0.4412 B =109.3080 C =-247.7402
Empleado la ecuacin de Antoine para calcular el calor latente
de
vaporizacin a 25C.
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2. Calcular Ps a T=22C
3. Considerando como punto de inicio (fijo) el punto 7.50,
calcular
los coeficientes A y B de la ecuacin Ln (Ps)= A-B/T. Trazar
la
curva Ps(T) el intervalo de 7C a 41C y comparar con los
datos
de la tabla (es decir preparar una grfica donde se vea el
modelo
con una curva continua y los datos de la tabla con puntos)
A=
=
B=
=
Ln (Ps)= A-B/T
Temperaturas
-2.56 7
2.72 10.4
5.41 13.8
7.03 17.2
8.1214 20.6
8.900 24
9.48 27.4
9.94 30.8
10.30 34.2
10.60 37.6
10.85 41 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
-5 0 5 10 15
Temperaturas
Temperaturas
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3. Entalpas de cambi de gases de Benceno
Alrededor de la temperatura de ebullicin normal del benceno,
la
presin de vapor est dada por la ecuacin de Antoine:
Donde Ps est en [Pa] y T en [K]. Se tienen los siguientes
datos:
V=95.6cm3/mol, en condiciones normales(es decir a P=1.01325
bar).
El segundo coeficiente viral, alrededor de 80C es
B=-943Cm3/mol.
1. Calcular la temperatura T en de ebullicin normal del
Benceno.
Pn= 101325Pa
Ps T
2.66 7.5
5.33 20.70
8.00 29.10
13.33 40.70
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 5 10 15
Puntos
Puntos
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T=353.24K T=80.09C
2. Calcular el volumen de vapor saturado Vs a condiciones
normales, suponiendo que la ecuacin de estado aplicable para
el vapor a baja presin es:
3.- Con la ecuacin de Clausius-Clapeyron, calcular la entalpia
de
vaporizacin
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A partir de Antoine
= 31938.8343 Kj/mol
4.- Punto de Bancroft del par Benceno-Ciclo hexano
Los parmetros de la ecuacin de Antoine, en la curva de
vaporizacin, para el benceno y para el ciclo hexano, se dan en
la
siguiente tabla, los parmetros son para Pa en KPa y T en C
Constantes Benceno Ciclo Hexano
A 13.85 13.8286
B 2773.78 2816.697
C 220.069 225.089
Calcular las temperaturas de ebullicin del Benceno y el Ciclo
Hexano
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2.- Calcular las presiones de vapor de los dos fluidos a 25C
3.-Mediante un diagrama cualitativo, mostrar que debe existir un
punto
de interseccin de las dos curvas de presin de vaporizacin
4.-El punto de interseccin se llama punto de Bancroft para el
par de
fluidos e indica a que condiciones de T y Ps los dos fluidos
tienen la
misma volatilidad. Calcular la temperatura y la presin del punto
de
Bancroft del par Benceno - Ciclo Hexano
Utilizando el Solve de la TI-Nspire Cx Cas
.
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