PRE5 XIMENAMONSERRAT ZR FQII - Ximena Monserrat Zapata Rodriguez

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SAN LUIS POTOSÍ FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS 
 
 
 EQUILIBRIO LIQUIDO VAPOR EN UN SISTEMA NO IDEAL
4 DE NOVIEMBRE 2020
5
 
MAESTRO DE LA PRÁCTICA: JUAN SILVA DOMINGUEZ 
 
CALIFICACIÓN __________ 
 
FIRMA DE CONFORMIDAD _____________ 
EQUILIBRIO LÍQUIDO VAPOR EN UN SISTEMA NO IDEAL
 
OBJETIVO: 
El alumno obtendrá el punto azeotrópico para el sistema acetona-cloroformo, calcular los coeficientes de actividad de cada componente a las composiciones del líquido y el vapor en equilibrio a diferentes temperaturas de ebullición y determinar el tipo de desviación a la Ley de Raoult que presenta el sistema. 
GUIA DE ESTUDIOS 
1. ¿Qué es una disolución azeotrópica? 
Un azeótropo (o mezcla azeotrópica) es una mezcla líquida de composición definida (única) entre dos o más compuestos químicos que hierve a temperatura constante y que se comporta como si estuviese formada por un solo componente, por lo que al hervir su fase de vapor tendrá la misma composición que su fase líquida. 
1. ¿Qué variables afectan el punto azeotrópico de un sistema dado? 
Presión, temperatura y composición. Donde el efecto de la presión es despreciable tratándose de fases liquidas y el efecto de la temperatura se minimiza si todas las mediciones del índice de refracción se efectúan a la misma temperatura. En estas condiciones el índice de refracción es solo función de la composición (fracción molar).
1. Enuncie la Ley de Raoult. 
Establece que la relación entre la presión de vapor de cada componente en una disolución ideal es dependiente de la presión de vapor de cada componente individual y de la fracción molar de cada componente en la disolución.
La presión de vapor parcial del constituyente volátil de una solución Pi es igual a la presión de vapor del constituyente puro P°i multiplicada por la fracción molar Xi de tal constituyente en la solución. 
Pi = P°i ∗ Xi
1. ¿Qué es el coeficiente de actividad? 
El coeficiente de actividad es una medida del grado de divergencia del comportamiento de la sustancia con respecto al ideal. Es un número que expresa el factor de actividad química de una sustancia en su concentración molar.
1. ¿Qué valor tiene el coeficiente de actividad y la actividad en una disolución ideal?
La actividad de un líquido puro es igual a la unidad. El coeficiente de actividad puede ser mayor o menor a la unidad.
1. ¿Qué es el índice de refracción y de que variables depende? 
El índice de refracción de un medio cualquiera es la relación de la velocidad de la luz en el vacío a la de dicho medio. Depende de la concentración y temperatura. 
1. Explique los tipos de desviación a la ley de Raoult 
Se admiten dos tipos de desviaciones de la ley de Raoult, una es la desviación positiva y desviación negativa. 
· Desviación negativa: Cuando la atracción entre moléculas de diferente especie es mayor, la presión de vapor de la disolución es menor que la que había esperar para una disolución ideal.
· Desviación positiva: la disolución presenta presiones de vapor superiores a las que predice Raoult, debido a que las fuerzas intermoleculares en la disolución son menores que en los componentes puros. 
1. ¿Por qué los sistemas binarios que presentan un máximo en el diagrama de presión de vapor contra composición tienen un mínimo en el diagrama de temperatura de ebullición contra composición? 
Corresponde a la máxima facilidad de escape de las moléculas de los componentes de la disolución para pasar a la fase de vapor, en consecuencia, a ese máximo de presión de vapor a temperatura constante, le corresponde un mínimo de temperatura de ebullición a presión constante. 
1. Dibuje un diagrama de temperatura de ebullición contra composición, para un sistema que presente un punto de ebullición máximo y otro que presente un mínimo.
1. Investigar las características CRETIB de los residuos que se generan en la práctica. Así como el tratamiento que se les dará a estos. 
Acetona: 
· PROPIEDADES QUIMICAS: La acetona es peligroso por su inflamabilidad, aún diluido con agua. 
· PRODUCTOS DE DESCOMPOSICIÓN: Monóxido y dióxido de carbono. 
· SE HA INFORMADO DE REACCIONES DE OXIDACIÓN VIGOROSAS CON: Oxígeno en presencia de carbón activado, mezclas de ácido nítrico/sulfúrico, bromo, trifluoruro de bromo, cloruro de nitrosilo, perclorato de nitrosilo, perclorato de nitrilo, cloruro de cromilo, trióxido de cromo, difluoruro de dioxígeno, terbutóxido de potasio, peróxido de hidrógeno y ácido peroxomonosulfúrico. 
· CON LOS SIGUIENTES COMPUESTOS LAS REACCIONES SON VIOLENTAS: Bromoformo o cloroformo en presencia de una base, dicloruro de azufre y peróxido de metil-etilcetona. Reacciona con sustancias clorantes, produciendo cetonas halogenadas que son muy tóxicas. 
· NIVELES DE TOXICIDAD: LD50 (en ratas en forma oral): 5800 mg/Kg LD50 ( en piel de conejos): 20 mg/Kg RQ: 5000 Niveles de irritación a ojos en humanos: 500 ppm Niveles de irritación a piel en conejos: 395 mg, leve. 500 mg / 24 h, leve. Niveles de irritación a ojos en conejos: 3.950 mg, severo. 100 mg/24h, moderado. México: CPT: 2400 mg/m3 (1000 ppm). 
Cloroformo:
· PROPIEDADES QUIMICAS: Los productos de descomposición del cloroformo son: fosgeno, cloruro de hidrógeno, cloro y óxidos de carbono y cloro. Todos ellos corrosivos y muy tóxicos. 
· EL CLOROFORMO REACCIONA VIOLENTAMENTE CON: Acetona en medios muy básicos. Fluor, tetróxido de dinitrógeno, metales como aluminio, magnesio, sodio, litio y potasio, sodio en metanol, metóxido de sodio, nitrometano, isopropilfosfina y derivados alquilados de aluminio. Es oxidado por reactivos como ácido crómico, formando fosgeno y cloro. Se descompone a temperatura ambiente por acción de la luz del sol en ausencia de aire y en la oscuridad en presencia de este último, siendo uno de los productos de esta descomposición el fosgeno, el cual es muy tóxico. 
· NIVELES DE TOXICIDAD: Carcinógeno humano potencial. RQ: 10 TPQ: 10000 IDLH: 1000 ppm LD50 (en ratas): 1 g/Kg. LDLo (oral en humanos): 140 mg/Kg LCLo (inhalado en humanos): 25000 ppm/5 min LC50 (inhalado en ratas): 47.7 mg/m3 /4 h Niveles de irritación a piel de conejos: 10 mg/24 h, suave; 500 mg/ 24 h, suave. Niveles de irritación a ojos de conejos: 148 mg; 20 mg/24 h, moderada. México: CPT: 50 mg/m3 (5 ppm) CCT: 225 mg/m3 (50 (ppm) Cancerígeno potencial para el hombre.
Bibliografía: 
•Leidler, K. J. & Meiser, J.H. (1997). Fisicoquímica, México: Continental 
•Castellan G. W. (1998). Fisicoquímica. México: Addison-Wesley Longman. 
• http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/soluciones_reales_5181.pdf 
•http://www3.fi.mdp.edu.ar/qg2/Archivos/LIQ-VAPORQcaGralII.pdf
Agregar 0.6 mL de acetona al matraz de destilación, colocar el 
termómetro en su lugar y repetir el procedimiento de 
calentar a ebullición, anotar la temperatura y tomar muestras 
de vapor V
2
 y de liquido L
2
. 
Repetir el procedimiento del punto anterior, pero agregando 
una porción de acetona de 0.4 mL y una porción de 0.2 mL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Colocar sobre un baño de arena el aparato para destilación 
1
 
Verter 5 mL de cloroformo y una perla de ebullición en el 
matraz de destilación. Haga recircular agua por el refrigerante 
y caliente hasta que el líquido hierva suavemente. 
Agregar 0.4 mL de acetona al matraz de destilación. Calentar 
suavemente hasta alcanzar una ebullición suave. 
Continuar calentando y tomar una muestra de vapor 
introduciendo una pipeta Pasteur por el extremo abierto del 
refrigerante y vaciarlo en un tubo marcado como V
1
, tapar 
inmediatamente el tubo. 
 
2
3
 
4
 
INICIO 
Retirar el termómetro y tomar una muestra del líquido en el 
matraz de destilación con otra pipeta Pasteur y vaciarlo en un 
tubo marcado como L
1
, tapar inmediatamente el tubo. 
5
 
6
 
7
 
Anotar la temperatura 
de ebullición cuando 
esta se mantenga 
constante. 
Retirar el aparato 
de destilación del 
baño de arena. 
(
No es necesario 
ser muy exactos 
en el volumen de 
la acetona). 
Anotar la temperatura 
de ebullicióncuando 
esta se mantenga 
constante. 
Retirar el matraz de destilación y vaciar su contenido en el 
frasco de desechos. Montar nuevamente el aparato. 
Agregar 5 mL de acetona y una perla de ebullición en el 
matraz de destilación. Calentar hasta que el líquido hierva 
suavemente. 
Repetir el procedimiento de agregar muestra, calentar a 
ebullición, anotar temperatura y tomar muestras de vapor V 
y liquido L, pero utilizando una porción de cloroformo de 2 
mL, de de 1 mL cada una y una de 1.8 mL. 
Leer y anotar la presión barométrica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FIN 
8
 
9
 
10
 
11
 
Retirar el aparato de 
destilación del baño de 
arena. 
Anotar la temperatura 
cuando se mantenga 
constante. 
 
 Índices de Refracción
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ensayar la lectura del refractómetro poniendo acetona o 
cloroformo puros en cantidad suficiente para cubrir la parte 
expuesta del prisma inferior y cerrar el conjunto de prismas. 
1
 
Buscar la porción del refractómetro que produzca una mejor 
iluminación del campo. 
2
 
INICIO 
Leer cuidadosamente el índice de refracción en la escala 
apropiada. 
Medir los índices de refracción de todas las muestras tan 
pronto como se posible. 
Recolectar los residuos obtenidos en el experimento en un 
contenedor debidamente rotulado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Girar los botones del refractómetro hasta lograr una 
separación nítida entre campos claro y oscuro (idealmente 
blanco y negro divididos por una recta horizontal). 
 
3
Girar el botón inferior del refractómetro hasta que la línea 
divisoria entre los campos claro y oscuro pase por el punto de 
cruce de las líneas en forma de X 
 
4
5
 
6
 
FIN 
7
 
Observe que puede leer 
con seguridad 5 cifras 
significativas. 
Anotar 
cuidadosamente 
las lecturas.