Practica Docente

I. Objetivo general:

Interpretar el diagrama de fases de una sustancia pura, construido a partir de datos de presión y temperatura obtenidos a través de diferentes métodos.

II. Objetivos particulares

A) Comprender la información que proporciona la regla de fases de Gibbs y la ecuación de Clausius Clapeyron.

B) Distinguir los equilibrios entre las diferentes fases (sólido, líquido, vapor).

C) Deducir las propiedades termodinámicas involucradas en la transición de fases.

III. Hipótesis

IV. Descripción del sistema

- Líquido- Sólido

En un tubo de ensaye se coloco el ciclohexano, y luego se introdujo a un baño de hielo, con un termómetro para registrar su temperatura. En este caso nuestro sistema fue el ciclohexano; este era un sistema abierto (ya que aunque no hubo intercambio de materia el sistema si lo permitía), con paredes diatérmicas, y rígidas.

- Sólido-Vapor

En un sistema de destilación se calentó el ciclohexano hasta que formara vapor, se registro la temperatura y la presión a la cual se llevo a cabo el experimento. Nuestro sistema termodinámico fue el ciclohexano

- Punto Triple:

Para el punto triple se contaba ya con un sistema en el cual se conectaba un manómetro al matraz que contenía el ciclohexano y este contenía un termómetro. El matraz estaba conectado a varios baños de hielo y a una bomba de vacío; los baños eran necesarios por si se desprendía vapor de ciclohexano con este de pretendía condensar.

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Datos, cálculos y resultados

Tabla.1

Equilibrio Proceso P (mmHg) T /(°C) T /(K) ΔH(J/mol)

Datos experimentales Solido-líquido Punto de fusión 586 5.9 279.05

Líquido-Vapor Punto de ebullición 586 73 310.15

Sólido-liquido-vapor Punto triple 41 6.3 279.45

Datos teóricos Sólido-líquido Punto de fusión normal 760 6.5 279.56 2604

Líquido- Vapor Punto de ebullición normal 760 80 353.15 30240

Condiciones criticas 30567.2 280.2 553.35 -------

Datos calculados Liquido- Vapor Evaporación 750 80.28 353.43

700 78.12 351.27

590 72.89 346.04

Sólido- Vapor Sublimación 15 -4.96 268.19

30 2.7 275.85

25 0.64 273.79

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

L-V S-L S-V

P(mmHg) T(K) P(mmHg) T(K) P(mmHg) T(K)

760 353.15 760 279.56 41 279.45

750 353.70 586 279.05 30 273.40

700 350.35 41 279.45 25 270.00

680 349.37 20 265.94

650 347.86 15 260.89

630 346.83

600 345.22

590 344.67

300 323.91

200 312.62

100 295.04

50 279.34

41 275.14

Gráfico 1. Diagrama de fases del ciclohexano

El analisis del diagrama permite ubicar de manera correcta los cambios de fase en función de presion y temperatura. Por ejemplo podemos ver que entre la fase sólida y líquida se encuenta la curva de equilibrio que delimita el cambio entre estas dos fases. Esta curva respresenta un rango de temperatura y presión en las cuales coexisten dos estados, en la cual solo se pueden variar una de las dos variables fijando la otra , pues si esto no se cumple ocurrira un cambio de fase.

Las areas señaladas representan el rango de temperatura y presión en el cual solo

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