GENERALIDADES.

El estudio del equilibrio líquido-líquido, es la base para operaciones tal como la extracción líquido-líquido, en la cual las dos fases que se encuentran son química mente muy diferentes lo que conduce a una separación de los componentes de acuerdo con sus propiedades físicas y químicas.

 

 

 

OBJETIVOS.

  1. Determinar los valores que conforman la curva binodal a partir de los datos experimentales.
  2. A partir de una mezcla inicial cualquiera previamente seleccionada, determinar la concentración de cada uno de los reactivos, tanto en el extracto como en el refinado.
  3. Determinar el punto de pliegue a partir de los datos experimentales.
  4. Determinar la cantidad óptima de solvente para separar el ácido acético del agua, así como la selección del solvente óptimo, considerando el empleado en la práctica y de dos solventes más que usted elija.

 

MATERIALES.

  • 6 tubos de ensayo con tapa.
  • 2 beacker de 50 ml.
  • 1 bureta graduada.
  • 1 embudo de separación de 60 ml.
  • 5 pipetas graduadas, 3 de 5 ml y 2 de 2 ml.
  • 2 buretas graduadas de 25 ml.
  • 1 aro metálico.
  • 1 Picnómetro de 5 ml.*
  • 3 Pinzas para bureta.
  • Gradilla.
  • 1 soporte.
Nota: Los materiales marcados con asterisco (*) se deben prestar en el Almacén de Química, los demás se prestaran en el laboratorio.

 

 

REACTIVOS.

  • Ácido acético.
  • Agua.
  • Butil Acetato.
  • Hidróxido de sodio 0,6 N.
  • Fenolftaleina.

 

CÁLCULOS PRELIMINARES.

  1. El volumen total a utilizar para la mezcla de composición inicial es de 60 ml, por lo cual se debe calcular las cantidades iniciales a emplear de cada reactivo. Los volúmenes iniciales se calculan en base al sistema de tres ecuaciones simples.
  2. Basado en el equilibrio líquido - líquido ternario teórico, tome tres puntos sobre la curva binodal en el área del extracto y sus correspondientes fases de equilibrio (refinado). En base a estas concentraciones prediga la cantidad de líquido a adicionar de cada sustancia, teniendo en cuenta que el volumen total no debe superar los 10 ml.
  3. Realizar la predicción teórica del diagrama de HAND graficando en el mismo papel doble logarítmico contra para la línea de reparto y contra para la curva binodal. Donde el punto donde se cruzan estas dos líneas rectas es el punto de pliegue (por lo menos para las composiciones asignadas).
  4. Compare los resultados teóricos con los experimentales y realice el correspondiente análisis.

 

 

DIAGRAMA DE FLUJO.

CURVA BINODAL:

RECTA DE REPERTO:

 

 

 

ALGORITMO DE CÁLCULO.

  1. Realizar los balances de materia requeridos, para encontrar la composición del extracto y el refinado y se construyen en un diagrama triangular las líneas de reparto experimentales; frente a las teóricas. Comparar y analizar.
  2. Se construye el diagrama de HAND experimental. Comparar y analizar.
  3. Se construye la curva binodal experimental con los datos de todos los grupos . Comparar y analizar.
  4. Se encuentran los porcentajes de error de la curva binodal con respecto a los teóricos:

  1. Se realizan los diagramas de equilibrio para cada grupo.

 

 

CUESTIONARIO.

  1. Según el diagrama de la figura 1,¿cree usted que si tiene una mezcla rica en A dentro de la curva binodal, ésta se separa en en tiempo rápido o largo? Justifique su respuesta.
  2. ¿Como podemos predecir si una mezcla líquida ternaria estará o no dentro de la curva binodal, si no disponemos de los datos de equilibrio experimental, o de un software que nos permita hacerlo?
  3. ¿El ácido acético sufre disociaciones o asociaciones al mezclarse con el agua y/o el acetato?
  4. ¿Por qué empleamos la extracción líquido - líquido para separar un componente X, en lugar de hacerlo por destilación?

 

 

FORMATO DE TABLA DE DATOS.

GRUPO / ENSAYO COMPOSICIÓN

VOLUMEN DE AGUA

(ml)

VOLUMEN DE ÁCIDO ACÉTICO

(ml)

VOLUMEN DE TOLUENO

(ml)

1 1      
     
2      
     
3      
     
2 1      
     
2      
     
3      
     
3 1      
     
2      
     
3      
     
4 1      
     
2      
     
3      
     
5 1      
     
2      
     
3      
     

LÍNEAS DE REPARTO.

GRUPO MASA
CAPA SUP. (g)

MASA
CAPA INF. (g)


CAPA SUP. (g)

CAPA INF. (g)
VOL
CAPA SUP. (g)
VOL
CAPA INF. (g)
VOLNaOH
CAPA SUP. (g)
Bol año
CAPA INF. (g)
1                      
2                      
3                      
4                      
5                      

 

 

BIBLIOGRAFÍA PROPUESTA PARA LA PRÁCTICA.

  • SHOEMAKER, D.P. Experimentos De Físico-Química. Editorial Mc Graw Hill. USA 1989.
  • GEANCOPLIS, Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias. Segunda Edición. México. CECSA
  • TREYBAL, Robert. Extracción en Fase Líquida. Editorial Mc Graw Hill. USA 1992.
  • SMITH-VAN NESS-ABBOT. Introducción De La Termodinámica En Ingeniería Química. Mc Graw Hill. MEXICO 1998.
  • REID- PRAUSNIT- POLING. The Properties Of Gases And Liquids.
  • MCCABE, Warren – SMITH, Julian – HARRIOTT, Peter. Operaciones Unitarias en Ingeniería Química. Cuarta edición. Mc Graw Hill. España. 1991.
  • OCON,GJ.TOJO,BG. Operaciones Básicas.1980.
  • Critical International Tables. Tables Of Numerical Data Physic, Chemestry And Technology. Tomo IV .
  • PERRY. CHILTON. Manual Del Ingeniero Químico. Editorial Mc Graw Hill. USA 1992.
  • SPINEL Maria de. Productos Químicos , Reactivos y Diagnostico.

 


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