Determinación de la temperatura crítica de disolución del sistema

...

- El volumen del agua no es constante, por lo tanto debe se debe calcular la cantidad de moles por cada 3 mL de agua agregada.

Fracción molar

[pic 3]

X fenol = n fenol[pic 4]

n fenol + n agua

Tabla 1: volumen agua adicionada, t° aparición turbidez y fracción molar fenol.

Volumen agua adicionada

Temperatura aparición turbidez

Fracción molar fenol

3 mL

48° C

0,2416

6 mL

65° C

0,1374

9 mL

66° C

0,0960

12 mL

68° C

0,0738

15 mL

65° C

0,0599

18 mL

64° C

0,0504

21 mL

63° C

0,0437

24 mL

61° C

0,0384

27 mL

59° C

0,0342

30 mL

55° C

0,0310

Análisis y aplicación

Figura 1. Temperatura en función de la composición del fenol

Mediante estos resultados podemos obtener una curva de solubilidad de agua en fenol

Temperatura v/s Composición molar

Fig. 1: Fig. 2:

[pic 5][pic 6]

- La temperatura critica de la disolución del fenol en agua es 68° C

Fig. 1: Gráfico de temperatura v/s composición de fenol

Fig. 2: Diagrama de fases de temperatura v/s composición de fenol a Presión constante.

Mediante el gráfico podemos observar que existen dos fases una bajo la curva y la otra sobre ella.

- Bajo la curva es una región que consta de 2 fases, (coexisten las soluciones conjugadas, es decir los líquidos son inmiscibles)

El grafico es casi la misma wea solo que baja un poco la temperatura.. yo hare los graficos

Grados de libertad bajo la curva

L = C – F + 2 ; C = 2 (agua y fenol) ; F = 2 (2 fases ya que son inmiscibles)

L = 2 – 2 + 2 → L = 2

Grados de libertad sobre la curva

L = C – F + 2 ; C = 2 (agua y fenol) ; F = 1 (1 fase ya que son miscibles)

L = 2 – 1 + 2 → L = 3

Analisis y resultados:

- Al observar el diagrama de fases se puede interpretar en términos de la solubilidad que sobre el punto más alto se encuentran los dos líquidos completamente miscibles, es decir, la región homogénea de la curva

- Bajando un poco la temperatura se observa un cambio de fase, en la cual el sistema se vuelve inmiscible y comienza la formación de una segunda fase y esa se observa al momento que la solución cambia de transparente a turbia.

- El diagrama indicado con anterioridad muestra un máximo que se conoce como punto crítico(68°C) , por encima de la temperatura crítica siempre se forma una fase homogénea independiente de la composición de sus partes. Y por debajo de la curva existe un rango de concentraciones en que la mezcla forma dos fases.

Conclusión:

Los objetivos esperados para este experimento se cumplen casi en su totalidad, ya que las temperaturas registradas no varían tanto con respecto a la fracción molar del fenol, y a la hora de graficarlas, se pudo obtener la curva del sistema fenol-agua que teóricamente debe dar. Además la temperatura critica registrada está dentro del rango en el cual varia teóricamente (66 ºC o mayor), pero aun así se obtuvo un temperatura que al momento de graficarlo queda fuera de la curva obtenida y esto se pudo deber a una mala interpretación del volumen a tomar o bien a un cambio muy abrupto de temperatura, etc.

Para evitar estor tipos de errores se debe trabajar en un sistema de presión constante y ser más cuidadoso con las apreciaciones en volúmenes a tomar o temperaturas a medir.

La temperatura crítica obtenida experimentalmente fue de 68 ºC comparado con el valor real que es 65.85º C, el porcentaje de error es de:

% error = 68 – 65.85 x 100 = 3.16 %

68

Por lo tanto el % de error es de un 3.16%, el cual es aceptable, ya que las condiciones no eran las más óptimas, una de las posibles fuentes de error podría ser la pureza del fenol, o la mala calibración del termómetro, limpieza de material, o que la agitación no haya sido constante.

Bibliografía:

- P.W. Atkins “Physical Chemistry” Oxford University Press 1986

- P.W. Atkins “Química física” Omega, Barcelona, 1999

- Levine ira “físico química” vol. 1 y 2 ed. Mc Graw – Hill, Madrid, 1996

- Castellan Gilbert W. “Físico Química” Addison Wesley Longman, México S.A. de