Forma de materia

INFORME DE LABORATORIO

FISICOQUIMICA METALURGICA

2 COMPONENTES

Alumno: Sanchez Bautista, Rolando

Código: 10160172

2012

INTRODUCCIÓN

La fase de una sustancia es una forma de materia que es homogéneo con respecto a la composición química y estado físico. En un sistema donde dos o más fases coexisten sin espontáneamente no hay transferencia de masa de una fase a otra, que dicho sistema está en equilibrio. El diagrama de fases de una sustancia muestra las regiones de presión y temperatura a la cual varias fases son termodinámicamente estables. Las regiones curvas separadas se denominan curvas de equilibrio y se muestran los valores de presión y temperatura en la que coexisten las dos fases.

Este informe de la práctica que tenía que estudiar los diagramas de equilibrio de fases y construir el sistema de sólido - líquidos parcialmente miscibles con dos componentes.

Muchas soluciones líquidas homogéneas son conocidas en la naturaleza, pero lo mismo no ocurre con los sólidos, que forman una mezcla principalmente heterogéneos. Tales mezclas son conocidas desde tiempos antiguos desde el punto de fusión de los metales y se hace más pequeña cuando esto se mezcla con otro metal. Si la mezcla es insoluble cuando son sólidos, pero soluble cuando el líquido, la región de transición líquido sólido merece especial atención. Así muestra el diagrama, entre otras cosas, lo que conduce a una proporción menor punto de fusión de la mezcla es importante para diversos campos tales como la química, la metalurgia y cerámica.

OBJETIVOS

Determinar el diagrama de fases de un sistema binario cuyos componentes son solubles en el estado líquido pero insoluble en el estado sólido.

PRINCIPIOS TEORICOS

Fase

Es una porción de materia de composición química y propiedades físicas uniformes, limitado por superficies definidas.

Regla de las fases de Gibbs

Es una ecuación que resume las condiciones de equilibrio de un sistema fisicoquímico:

F = C – P + 2

Donde: F : Numero de grados de libertad del sistema.

C : Componentes o especies químicas presentes en el sistema.

P : Numero de fases en equilibrio.

F, indica el menor número de variables termodinámicas intensivas (presión, temperatura, composición) susceptibles de variar sin cambio de fase.

Para sistemas condensados (sólido, líquido) el equilibrio se lleva a cabo a presión constante y que no existe fase vapor, por lo que la ecuación de Gibbs se reduce a:

F = C – P + 1

Equilibrio Sólido – Líquido

Si se enfría una solución liquida de dos sustancias A y B se forma una fase sólida a la temperatura de congelación de la solución que depende de la composición.

Para un sólido A puro en equilibrio con una solución liquida A – B ideal, la expresión

Ln XA=(∆HfA/R)(1/T-1/(T°A))

Relaciona la fracción molar del componente A en solución con la temperatura de congelación de la solución.

Donde: XA : Fracción molar del componente A en la solución

∆HfA : Calor de fusión del componente A puro

T°A : Temperatura de congelación de A puro

T : Temperatura de congelación de la solución

R : constante de los gases 1,987 cal/mol-ºC

La expresión anterior permite calcular la temperatura ideal de congelación de la solución, despejando T:

1/T=1/(T°)-((2.3xRxlogXA))/∆HfA

Simultáneamente aplicando la ecuación para el componente B:

Ln XB=-(∆HfB/R)(1/T-1/(T°B))

y graficando Temperatura (T°) en función de fracción molar de A (0 – 1) y Temperatura en función de B (1 – 0) en un mismo diagrama se obtienen dos curvas, donde la intersección representa temperatura eutectica y la composición eutectica del sistema.

Un punto sobre la curva representa estados líquidos del sistema y los puntos situados debajo de la curva representan estados en los cuales coexisten en equilibrio el sólido puro con la solución.

Equilibrio sólido – liquido, diagrama eutectico simple

Cuando se enfría una solución liquida de dos sustancias A y B, se forma una fase sólida a una temperatura de congelación que depende de la composición A-B en solución.

En el experimento se cristalizan mezclas del sistema Naftalina-Fenol que presenta bajo punto de fusión y un punto eutectico.

El método de análisis térmico consiste en obtener curvas de enfriamiento (graficando temperatura de congelación en función del tiempo) de mezclas del sistema para diferentes composiciones y luego obtener el diagrama de fases (Temperatura en función de composición).

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Materiales.- Se necesitara de diversos materiales en el laboratorio para poder realizar el experimento.

6 tubos de prueba.

2 vasos de 450ml.

2 vasos de 250ml.

2 termómetros escala a 100 ºC.

Mechero a gas.

Condición ambiental.- Se tendrá presente

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