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QUIMICA FISICA I

TRABAJO PRACTICO No5

TEMA: Isoterma de solubilidad de un sistema ternario.

OBJETIVO: Determinar la curva de solubilidad a temperatura y presión constante de un sistema ternario constituido por cloroformo- ácido acético -agua. Representación en coordenadas triangulares. Construcción de las líneas de unión entre las composiciones de las dos fases conjugadas en equilibrio.

FUNDAMENTO TEORICO:

Es posible tratar todos los equilibrios heterogéneos desde un punto de vista unificado por medio del principio conocido como Regla de las Fases, con el cual él numero de variables a que se encuentra sometido un equilibrio heterogéneo cualquiera, queda definido bajo ciertas condiciones experimentales definidas. En los casos de sistemas de tres componentes se conviene fijar la temperatura y presión variando solamente las composiciones del sistema; la manera de representar este sistema es mediante la utilización de un triangulo equilátero donde cada uno de sus vértices indica uno de los componentes puros, en cada lado se leerá la composición del sistema ternario.

Para ello se dibuja un triángulo equilátero cuyos lados se dividen en 100 partes iguales, de manera que cada uno de los lados representa un sistema de dos componentes y la composición de cualquier sistema ternario por medio de un punto interior al triángulo; para hallar el punto interior al triángulo de la siguiente mezcla: x% de A, y% de B y z% de C, se procede así: se mide sobre el lado AB (ver figura 1, punto P), x unidades, a partir de B(punto B´) e y unidades a partir de C sobre el lado BC (punto C´) y AC respectivamente (punto A´). El punto de intersección representa la composición ternaria citada (punto P).

El sistema de trabajo, consta de un par de líquidos parcialmente miscibles: agua y cloroformo. A temperatura ambiente y a la presión atmosférica, el gráfico completo representativo de las solubilidades mutuas es el que se muestra en la figura 2. Aplicando la regla de las fases y suponiendo temperatura y presión constantes, cuando hay una única fase líquida, el sistema tiene dos grados de libertad (los % de dos componentes) y cualquier sistema tendrá su punto representativo por encima de la curva; en cambio cuando existen dos fases líquidas, el sistema es monovariante (se necesita conocer el % de un componente para conocer la composición de la mezcla). El punto representativo de la composición del sistema total estará por debajo de la curva. Ver figura 2. Cuando se agrega agua al cloroformo se obtiene un sistema binario homogéneo siempre que la cantidad de agua no exceda la correspondiente a la saturación que está señalada por x; el agregado posterior de agua separa el sistema en dos capas, cada una de las cuales constituye una solución saturada de un componente en el otro. La composición de estas dos soluciones saturadas está representada por los puntos x e y. Agregando ahora ácido acético, este se distribuye entre las dos capas, formando dos soluciones ternarias conjugadas, de ácido acético, agua y cloroformo cuyas composiciones están indicadas en el diagrama por los puntos b y c y la línea bac que los une. Esta línea se llama línea de unión, la cual no es paralela a la base del triángulo A(Cloroformo) B(ácido acético) C(agua), porque el ácido acético no se distribuye igualmente entre el agua y el cloroformo. A medida que se va agregando más ácido acético, la línea de unión se va acortando y finalmente, cuando la composición de las dos soluciones conjugadas es la misma, la línea se reduce al punto d. Este punto es un punto crítico y se lo denomina punto de pliegue, ya que por un posterior agregado de ácido acético, se obtiene una única fase líquida y se halla por debajo del punto máximo de la curva M, por no distribuirse el ácido acético igualmente en ambos líquidos.

Figura 1.

Figura 2.

MATERIAL NECESARIO: termostato, 8 erlenmeyer con tapa, buretas, ampolla de decantación.

DROGAS: ácido acético, cloroformo, agua destilada, hidróxido de sodio 0.5M (1lt).

NORMAS DE SEGURIDAD

Acido Acético

Características de Peligrosidad:

La sustancia es moderadamente ácida. Reacciona violentamente con oxidantes tales como trióxido de cromo y permanganato potásico. Reacciona violentamente con bases fuertes. Ataca muchos metales formando gas combustible (hidrógeno).

Condiciones que deben evitarse: Fuentes de ignición y calor.

Materiales a evitar: Oxidantes, bases y metales.

Productos de descomposición: Con metales se descompone formando gas combustible (hidrógeno).

Polimerización: No aplicable.

Los efectos de la toxicidad se relacionan con sus propiedades altamente corrosivas.

Inflamable. Provoca quemaduras graves.

El calentamiento intenso puede producir aumento de la presión con riesgo de estallido.

Las vías de entrada pueden ser:

• Inhalación: Irritación de nariz y garganta, dificultad para respirar, tos, flema.

• Contacto con la piel: Riesgo de irritaciones y quemaduras severas.

• Ojos: Irritación severa de los ojos, lesiones oculares graves.

• Ingestión: Irritación, quemadura y perforación del tracto gastrointestinal. Nauseas y vómitos. Dificultad para respirar. Moderadamente tóxico.

Condiciones de manipuleo: Evitar el calentamiento intenso. Esto puede producir aumento de la presión con riesgo de estallido. Evitar llama abierta. NO producir chispas, NO fumar. Por encima de 39ºC; sistema cerrado, ventilación y equipo eléctrico a prueba de explosiones. No comer ni beber durante el trabajo.

Condiciones de almacenamiento: Almacenar en lugar a prueba de incendio. Separado de oxidantes, bases. Mantener en lugar frío; mantener en una habitación bien ventilada. Separado de alimentos y piensos.

Primeros Auxilios:

• En caso de inhalación llevar a lugar fresco y bien aireado.

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