Sesión de Fisicoquímica del día 25 de Enero

Equilibrio de fases en sistemas Gas-Líquido

Objetivos:

• Construir diagramas P  vs. X   y   T  vs. X  para mezclas gas ideal-líquido real: azeótropos.
  
• Aplicar la regla de la palanca para determinar las cantidades relativas de     líquido y vapor en sistemas en equilibrio.
• Manejar el concepto de actividad y coeficiente de actividad, y la relación empírica de Van Laar para el cálculo de los coeficientes.
• Realizar cálculos en proceso de separación azeotrópica.
• Realizar cálculos de punto de burbuja y punto de rocio para sistemas líquido real-gas real utilizando normogramas.

1. Memoria de la sesión del día martes 19-01: Equilibrio de fases líquido-vapor. Regla de las fases de Gibbs. Equilibrio en sistemas Líquido-Gas: Sistema ideal (Ley de Raoult), Sistema Líquido real-Gas ideal (Azeótropos), Sistema Líquido ideal-Gas real (Ley de Raoult modificada, coeficiente de fugacidad). Construcción de diagramas de fase a través del cálculo de puntos de rocío y de burbuja. 10 min.
2. Actividad en clase: Realizar en grupos de 4 personas un esquema iterativo para determinar el punto de rocio y punto de burbuja en sistemas azeotrópicos utilizando las ecuaciones de Van Laar y Margules. 20 min.
3. Presentación: Definición de Regla de la Palanca. Aplicación de la regla de la palanca para sistemas de separación Flash. Relación entre la regla de la palanca y el balance de materia en sistemas Flash. 30 min.
4. Taller: Sistemas líquido real-gas real. Definición de la constante de equilibrio líquido-vapor Ki. Uso de normogramas. Ecuación general de cálculo de puntos de burbuja y de rocio con Ki. 30 min.
5. Actividad grupal: resolver el ejercicio Nro 3 de la página 41 de la guía del prof. Julian Suarez en grupos de 4 personas utilizando la ecuación de Van Laar y los esquemas iterativos desarrollados en la parte 2. 50 min.
6. Clausura de la sesión: Resumen de los contenidos a estudiar en la sesión del día lunes 1º de febrero: Ejercicios de sistemas Líquido ideal-Gas real, Ejercicios de equilibrio flash utilizando normogramas.

• Suarez, Julian “Fisicoquímica para Ingenieros Químicos” Páginas: 28-30, 33-39.

• Karapetian, Termodynamique Chimique.  Ed. Mir. CEI.  1980. Nota: este libro se encuentra en la biblioteca, está en francés, los sistemas de equilibrio de fases y los diagramas están muy bien explicados aquí.

• Smith, Van Ness.  Introducción a la termodinámica en ingeniería Química. 6a Edición Mc Graw Hill. 2009. Nota: En la asignatura Termodinámica para Ingenieros Químicos ustedes estudiaron los 4 casos de equilibrio líquido-vapor presentados en este libro: sistema ideal (Ley de Raoult), gas ideal-líquido real (azeótropos), gas real-líquido ideal (Coeficiente de fugacidad) y gas real-líquido real (Normogramas), por lo tanto ustedes tienen conocimientos previos que los pueden relacionar con la experiencia adquirida en la materia fisicoquímica para construir conceptos que les permitan adquirir aprendizajes significativos.