Evaluación del equilibrio líquido-vapor del sistema cloroformo (1) + 2-propanol (2) con registro de datos de temperatura y presión atmosférica de Huancayo

Apresentação em tema: "Evaluación del equilibrio líquido-vapor del sistema cloroformo (1) + 2-propanol (2) con registro de datos de temperatura y presión atmosférica de Huancayo"— Transcrição da apresentação:

1 “AÑO DE LA CONSOLIDACIÓN DEL MAR DE GRAU” UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA PRESENTADO POR: CHEVALIER SANTIVÁÑEZ, Marcel Fernando TESIS : “EVALUACIÓN DEL EQUILIBRIO LÍQUIDO-VAPOR DEL SISTEMA CLOROFORMO (1) + 2- PROPANOL (2) CON REGISTRO DE DATOS DE TEMPERATURA Y PRESIÓN ATMOSFÉRICA DE HUANCAYO” 2016

2 OBJETIVOS Evaluar el equilibrio líquido-vapor del sistema cloroformo (1) + 2­propanol (2) registrando los datos de temperatura y presión atmosférica de Huancayo OBJETIVOS ESPECÍFICOS: a.Determinar experimentalmente el equilibrio líquido­-vapor del sistema cloroformo (1) + 2­-propanol (2), a la presión atmosférica de Huancayo. b.Registrar los datos experimentales de temperatura y presión atmosférica en la determinación del equilibrio líquido­-vapor. c.Evaluar los datos experimentales mediante la determinación del equilibrio líquido-­ vapor del sistema cloroformo (1) + 2­propanol (2), utilizando el método de contribución de grupos UNIFAC para la determinación del coeficiente de actividad.

3 Marco Teórico El equilibrio líquido-vapor es una condición que se llega a establecer en el cual la velocidad, de las moléculas que se pasan de la fase líquida a la fase vapor, llega a ser igual a la velocidad de las moléculas de la fase vapor que pasan a convertirse en fase líquida. El coeficiente de actividad de la mezcla, es un factor de corrección de la no-idealidad que se incorpora a la ecuación de Raoult Fuente: Gmehling et al., 2015.

4 La Ley de Raoult La fase Vapor es un gas ideal –Aplicable para presiones bajas y moderadas La fase Líquida es una solución ideal –Válido solo si las especies son químicamente similares (tamaño y naturaleza química similar) Supuestos:

5 ELV con la Ecuación modificada de Raoult Toma en cuenta la desviación de la idealidad de la solución en la fase líquida por un factor insertado en la Ley de Raoult: El coeficiente de actividad, f (T, x i ) (i= 1, 2, 3, ….NC) Presión del Sistema Composición molar de la fase líquida Presión de vapor de la especie pura Composición molar de la fase vapor

6 Formulas Estructurales Cloroformo 2-Propanol

7 (UNIQUAC Functional-group Activity Coefficient) UNIFAC Grupos Funcionales Cloroformo 1 subgrupo 2-Propanol 3 subgrupos

8 Cálculo del coeficiente de Actividad (UNIFAC) : Parte Combinatorial (composición, el tamaño y forma molecular) : Parte Residual (interacciones moleculares) El Coeficiente de Actividad tiene en cuenta las desviaciones del comportamiento ideal Contribución Entrópica + Contribución Entálpica

9 Parámetros UNIFAC : Volumen molecular relativo : Área molecular relativa : Número de subgrupos k que conforman la especie i Donde: : Volumen molecular relativo del subgrupo k : Área molecular relativa del subgrupo k

10 SubgrupokRkRk QkQk v k1 v k2 CHCl 3 12,87002,41010 CH 3 20,90110,84802 CH30,44690,22801 OH41,00001,20001 Parámetros UNIFAC CHCl 3 C3H8OC3H8O Volumen relativo Área relativa Fuente: Elaboración propia

11 Parámetros UNIFAC : es una Matriz cuadrada de parámetros de interacción binaria SubgrupoCHCl 3 CH 3 CHOH kGrp.Princ.23115 1 CHCl 3 0,0036.7 742,1 21CH 3 24,90,00 986,5 31CH24,90,00 986,5 45OH-98,12156,4 0,00 Donde: m = n = NSG (Número de subgrupos) Fuente: Elaboración propia

12 La ecuación de Redlich-Kister Energía de Gibbs de exceso : También se puede escribir en forma de series de potencias :

13 La Ecuación de Margules de 2 parámetros Energía de Gibbs de exceso : Coeficientes de Actividad : n = Número de parámetros

14 La Ecuación de Van Laar Energía de Gibbs de exceso : Coeficientes de Actividad :

15 Parte Experimental Fuente: Elaboración propia

16 Diagrama del Ebullómetro Modificado de (Ortega, Peña, & de Alfonso, 1986)

17 Termostato Peltier de Circulación Cuerpo del Termostato Bloque de Refrigeración Fuente: Elaboración propia Calefacción Refrigeración Alimentación Sensor RTD Controlador de Temperatura

18 El Bloque de Refrigeración Bloque de Refrigeración con la Celda Peltier Celda Peltier Fuente: Elaboración propia Fuente: propia

19 Registro de datos (Conexiones) Transmisor de Temperatura Transmisor de Presión Tarjeta de Adquisición de Datos Fuente de Alimentación

20 Registro de datos Presión Atmosférica Temperatura DAC

21 Resultados: Data exp. Cloroformo + 2-Propanol T/Kxy 346,060,0000 340,960,09410,2733 336,040,20470,484 332,50,30430,611 330,010,39150,6902 327,320,51020,7687 325,950,59130,8083 324,660,68970,8479 323,520,79870,8846 323,020,90480,9248 323,181,0000

22 Cálculos (Visual C++) Resultados de Correlación Diagramas de Equilibrio y de Fases

23 Diagramas UNIFAC (Visual C++ 2015)

24 Diagramas Margules (Visual C++ 2015)

25 Resultados

26 Conclusiones 1.Se determinó experimentalmente el Equilibrio Líquido-Vapor del sistema cloroformo (1) + 2-­propanol (2), a presión atmosférica, empleando un ebullómetro y un termostato de baño de circulación, para mantener constante la temperatura, durante el análisis de las muestras a 20 grados centígrados. 2.Se ha logrado registrar la Temperatura y la Presión atmosférica empleando sensores y el software LabView como herramienta de desarrollo. 3.Se ha evaluado el Equilibrio Líquido-Vapor aplicando el método UNIFAC y se ha obtenido valores tanto de la composición de fase líquida como la de vapor y la Temperatura de Equilibrio, los cuales son muy cercanos a los experimentales y aplicando el Modelo de Wilson se ha logrado mayor precisión en la reducción de datos.

27 Gracias por su atención

28 Fuente: Poling, Prausnitz, & O’Connell, 2001

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