Sistemas binarios con solutos volátiles y no volátiles Flashcards
disoluciónes
Las disoluciones o soluciones, definidas como mezclas de soluto con un disolvente, tanto el soluto como el disolvente mantienen su naturaleza química; sin embargo, sus propiedades físicas son afectadas.
Sistemas Binario
Un sistema binario es una mezcla de dos componentes, que pueden ser dos líquidos, dos gases, o un sólido y un líquido, entre otros.
Sistemas Volatiles
En un sistema binario con solutos volátiles, ambos componentes tienen presión de vapor significativa y pueden evaporarse.
Ejemplos Sistemas volátiles
Ejemplos Sistemas volátiles
Etanol y agua. Ambos componentes son líquidos que pueden evaporarse y tienen presiones de vapor significativas.
Benceno y tolueno. Un ejemplo clásico de sistema binario ideal, donde se puede aplicar la Ley de Raoult para predecir el comportamiento.
Solutos no Volatiles
En los sistemas con solutos no volátiles, uno de los componentes no se evapora, como en soluciones de azúcar en agua.
Ejemplos Sistemas no volátiles
Sal disuelta en agua (NaCl): El agua tiene una presión de vapor significativa, pero la sal no contribuye a la fase vapor.
Glicerina y Agua: Otro ejemplo común, donde el soluto (glicerina) es no volátil y no se evapora.
Diagramas de fase Px
Los diagramas de fase P−x representan la relación entre la presión de vapor y la composición de una disolución binaria (dos líquidos volátiles) a una temperatura constante.
La ley de Raoult se puede utilizar para predecir la presión de vapor total por encima de una mezcla de dos líquidos volátiles. Estos diagramas muestran cómo varían las composiciones líquida y vapor durante el equilibrio, siendo esenciales para procesos como la destilación.
Diagramas de fase Tx
Un líquido volátil es aquel que tiene una presión de vapor apreciable a la temperatura especificada.
Destilación
En una mezcla de líquidos volátiles, el componente más volátil (con menor temperatura de ebullición, como A se concentra en la fase vapor. Durante la destilación, este vapor se recoge y se condensa, purificando el componente deseado.
- Si el objetivo es el líquido más volátil: Se recolecta el vapor y se condensa en fracciones sucesivas.
- Si el objetivo es el líquido menos volátil: Se deja el componente menos volátil en el líquido residual.
La destilación aprovecha estas diferencias de volatilidad para separar y purificar los componentes.
Diagramas Solutos no volátiles
Los sistemas con solutos no volátiles muestran una única fase vapor, y la presión de vapor disminuye con la adición del soluto.
Sistemas Binarios con Solutos Volátiles
Ley de Raoult: Para disoluciones ideales, la presión de vapor de un componente en una mezcla es proporcional a su fracción molar en la fase líquida.
Sistemas Binarios con Solutos Volátiles
Ley de Dalton: La presión total de la mezcla en la fase vapor es la suma de las presiones parciales de cada componente.
Composición del vapor
La fracción molar en la fase vapor se puede calcular a partir de la fracción molar en la fase líquida usando las leyes anteriores. Para un sistema ideal, la relación entre 𝑥𝑖 (líquido) y yi (vapor) se puede derivar fácilmente usando las ecuaciones de Raoult y Dalton.
Diagramas P-x, y y T-x, y
Estos diagramas muestran la relación entre la fracción molar en la fase líquida y vapor y la presión total o temperatura.
El diagrama muestra dos curvas: la curva de burbuja y la curva de rocío. La región entre ellas representa una mezcla de líquido y vapor.
Sistemas Binarios con Solutos No Volátiles
La presencia de un soluto no volátil disminuye la presión de vapor del solvente puro, ya que algunas de las moléculas de solvente en la superficie están ocupadas por el soluto, impidiendo que escapen como vapor.
El soluto no volátil no contribuye a la fase vapor, por lo que solo el solvente tiene presión de vapor. La presión de vapor del solvente se reduce proporcionalmente a la fracción molar del soluto
Propriedades coligativas
Las propiedades coligativas son aquellas que dependen del número de partículas de soluto en una disolución, no de la naturaleza del soluto. Dos ejemplos clave son la elevación del punto de ebullición y el descenso crioscópico.
Elevación del punto de ebullición
Elevación del punto de ebullición :La presencia de soluto no volátil eleva el punto de ebullición del solvente. A medida que se añade más soluto, la curva de ebullición sube, lo que significa que la disolución hierve a temperaturas más altas que el solvente puro.
Descenso crioscópico
Descenso crioscópico: El punto de congelación se reduce en presencia de solutos. La curva de congelación desciende, lo que significa que la disolución congela a temperaturas más bajas que el solvente puro.
