Diagramas Del Ciclohexano

Cálculos:

Ecuación de Clasius-Clapeyrot ln P2/P1=-ΔHv/R(1/T2-1/T1)

De acuerdo a la ecuación de clasius – clapeyrot, podemos obtener tanto la presión inicial como la presión final, al igual que la temperatura inicial o la temperatura final, conociendo por lo menos 2 datos y extrapolando un tercero respecto a la grafica.

R= 8.314 J/mol K

P2= e^(-ΔHv/R[1/T2-1/T1]) . P1

P1= P2/e^(-ΔHv/R[1/T2-1/T1])

T2= T1 + ((-ΔHv)/R)(ln P1/P2)

T1= T2 - ((-ΔHv)/R)(ln P1/P2)

ΔHv= -[(lnP2/P1) / (T-2 – T-1)]. R

Resultados:

Equilibrio Proceso P [mmHg] T [°C] T [K]

Datos experimentales S-L Punto de fusión 585 6.1 279.25

L-V Punto de ebullición 585 72 343.15

S-L-V Punto triple 45 6.5 279.65

Datos teóricos S-L

(ΔHf = 2662.6 □(J/mol)) Punto de fusión normal 760 6.5 279.65

L-V

(ΔHv= 33001.3 □(J/mol)) Punto de ebullición normal 760 80.5 353.85

Condiciones críticas 30 552 6.4 279.55

Datos calculados L-V

(ΔHv= 31341.53 □(J/mol)) Evaporación 500 67.10 340.25

300 52.11 325.85

100 23.94 297.09

S-V

(ΔHsub= 35363.9 □(J/mol)) Sublimación 40 4.35 277.50

20 -7.65 265.49

10 -18.66 254.48

Tabla 1. Datos experimentales, reportados y calculados, para las diferentes transiciones de fase.

L-V S-L S-V

P [mmHg] T [K] P [mmHg] T [K] P [mmHg] T [K]

500 340.25 760 279.65 45 279.65

400 333.54 585 279.25 40 277.50

300 325.26 45 279.65 30 272.38

200 314.26 20 265.49

150 306.90 10 254.48

100 297.09 5 244.35

50 281.71

Tabla 2. Datos de la tabla 1 en orden decreciente de presión.

Diagrama de fases

Grafico obtenido a partir de los datos calculados.

Análisis de Resultados:

Grados de Libertad de acuerdo al diagrama de fases

L=grados de libertad

C= No de componentes

F= No de fases

L = C - F+ 2

En el área

L= 1 – 1 + 2 = 2

Sobre la línea

L = 1 – 2 + 2= 1

En el punto triple

L = 1 – 3 + 2 = 0

Tabla 3

Fases (F) Grado de libertad (L) Significado

Área 1 2 Hay dos variables en el sistema

Para muchas presiones existen muchas temperaturas a las cuales se puede encontrar el ciclohexano en esa fase.

Sobre la línea 2 1 Hay una variable en el sistema Para distintas presiones existe una temperatura en la cual coexisten 2 estados en equilibrio.

Punto triple 3 0 No hay variables

Para una sola presión hay una sola temperatura en la cual existe el equilibrio entre las 3 fases.

TABLA 3. Grados de libertad calculados para distintas regiones del diagrama de fases del

ciclohexano.

Lo que nos indican los grados de libertad en esta tabla y en general, son las variables que podemos controlar en un experimento para que podamos tener a la sustancia en cierto estado de agregación, es decir, cuando se quiere tener al Ciclohexano en la fase solida se pueden variar tanto la temperatura como la presión, de tal forma que no se rebase ni se toque la línea de equilibrio solido-liquido. Cuando se quiere tener la sustancia en un equilibrio solido- liquido se tiene que fijar la variable temperatura, y de ahí variar la presión solo de esta manera se mantendrá el equilibrio. Por su parte el punto triple es único, y para llegar a él se tienen que fijar las variables presión y temperatura en la coordenada exacta que corresponde.

Conclusiones:

La ecuación de Clausius-Clapeyron, nos permite obtener datos de las líneas en un diagrama de fases, también útil para cada tipo

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