Sistemas líquidos: miscibles, parcialmente miscibles, inmiscibles, azeotrópicos Flashcards
Separación de compuestos
La destilación o rectificación es un proceso industrial y de laboratorio utilizado para separar líquidos con diferentes puntos de ebullición. Aprovecha las diferencias en la presión de vapor de los componentes para separar las fracciones más volátiles del resto de la mezcla.
En este proceso se separan líquidos de diferentes puntos de ebullición
Agua y alcohol
Fracciones del petróleo
Purificación de solventes
Destilación binaria
Formada por dos sustancias volátiles
Se utilizan las diferencias en el equilibrio de fases de los dos componentes de la solución, pues cada una debe tener un punto de ebullición diferente.
Destilación simple
En una destilación simple, el vapor se retira y se condensa.
Esta técnica se utiliza para separar un líquido volátil de un soluto o sólido no volátil.
Destilación fraccionada
El ciclo de ebullición y condensación se repite sucesivamente
Esta técnica se utiliza para separar líquidos volátiles.
Azeótropos
Un azeótropo es una mezcla entre dos o más sustancias líquidas con una composición determinada que se evapora a la misma temperatura, como si se tratara de un solo componente, por ello en la ebullición, su fase de vapor tiene la misma composición que la fase líquida
Líquidos inmiscibles
En una solución saturada, la mezcla hierve a una temperatura más baja que cualquiera de los componentes puros debido a la disminución de la presión de vapor total de la mezcla. Esto ocurre porque, en una solución, las moléculas de soluto interfieren con las moléculas de disolvente, reduciendo la capacidad del disolvente para evaporarse, lo que disminuye la presión de vapor total de la mezcla.La ebullición comienza cuando la presión total de vapor alcanza la presión atmosférica (1 atm), no cuando la presión de vapor de cualquiera de los componentes alcanza 1 atm. A medida que se calienta la mezcla, la presión de vapor total aumenta hasta que llega a igualar la presión atmosférica, lo que provoca la ebullición. En este momento, los componentes más volátiles de la mezcla se vaporizarán primero, mientras que los componentes menos volátiles permanecerán en la fase líquida
Líquidos miscibles
Definicion
Son mezclas de dos o más líquidos que se combinan completamente en todas las proporciones sin formar dos fases separadas. Ejemplos comunes son agua y etanol, que pueden mezclarse en cualquier proporción.
Interacciones
La miscibilidad ocurre debido a las interacciones moleculares similares entre las sustancias, como las fuerzas de atracción (dipolo-dipolo o puentes de hidrógeno
Ejemplo y aplicación
En la fabricación de soluciones, como perfumes o bebidas alcohólicas, donde los ingredientes deben mezclarse homogéneamente.
Punto clave
En diagramas de fases, los sistemas miscibles no presentan separación de fases, y la curva de burbuja y de rocío coinciden en una sola línea continua en un rango amplio de composición.
Líquidos parcialmente miscibles
Definición
Son mezclas de líquidos que solo se disuelven mutuamente en ciertas proporciones y se separan en dos fases en otras. Un ejemplo típico es el sistema agua y fenol.
Interacciones
La miscibilidad parcial se da cuando las interacciones entre moléculas de los líquidos no son suficientemente fuertes como para permitir la mezcla completa. Esto crea un equilibrio de fases entre una fase rica en uno de los componentes y otra fase rica en el otro.
Ejemplo y aplicación
En la extracción de compuestos orgánicos en laboratorios, donde se aprovecha la separación en fases de líquidos parcialmente miscibles para purificar sustancias.
Punto clave
En un diagrama T-x, la miscibilidad parcial crea dos regiones: una donde las fases están en equilibrio y otra donde los líquidos son completamente miscibles. Esto da lugar a un fenómeno llamado límite de solubilidad que varía con la temperatura.
Líquidos inmiscibles
Definición
Son mezclas donde los líquidos no se mezclan en ninguna proporción apreciable y siempre forman dos fases separadas. Un ejemplo clásico es el agua y el aceite.
Interacciones
Esto ocurre cuando las fuerzas intermoleculares dentro de cada líquido son más fuertes que las que podrían formarse entre ellos, lo que impide que se mezclen.
Ejemplo y aplicación
Estos sistemas se utilizan en procesos como la extracción de aceites esenciales y el tratamiento de aguas residuales, donde se requiere una separación clara de las fases.
Punto clave
Los líquidos inmiscibles mantienen sus fases separadas en el diagrama de fases, donde no se forma una zona de mezcla continua.
Azeotrópicos
Definición
Son mezclas de líquidos que, a una cierta composición, hierven a una temperatura constante y mantienen la misma composición en la fase vapor y líquida. Un ejemplo común es la mezcla de etanol y agua.
Interacciones
En sistemas azeotrópicos, las interacciones moleculares son tales que la mezcla se comporta como si fuera un solo componente a una cierta composición específica, lo que impide una separación completa mediante destilación.
Ejemplo y aplicación
Los azeótropos son importantes en la industria de destilación, ya que complican la separación completa de mezclas, y requieren técnicas adicionales, como la destilación azeotrópica o extractiva.
Punto clave
En el diagrama de fases, los azeótropos aparecen como un punto donde la curva de burbuja y la de rocío se tocan, indicando que las fases líquida y vapor tienen la misma composición a esa temperatura y presión.
Mezcla eutéctica:
Es mezcla de sólidos (dos o más, que tengan un enlace metálico), en la cual el punto de fusión es el mínimo posible y todos sus componentes tienden a cristalizar de manera simultánea a partir de la fase líquida.
Sistema binario con punto eutéctico
Diagrama de fase binario conformado por dos metales. Es una aleación donde las sustancias son completamente miscibles en estado líquido e insolubles en estado sólido.
