SOLUCIÓN IDEAL EN EQUILIBRIO CANTIDADES Y COMPOSICIÓN

Soluciones ideales Una solución ideal es una solución para la cual:

• Existe una solubilidad total cuando los componentes son mezclados.

• No ocurre interacción química durante la mezcla. Los diámetros moleculares de los componentes son similares.

• Las fuerzas intermoleculares de atracción y repulsión son las mismas entre moléculas semejantes, así como entre moléculas no semejantes.

ECUACIÓN DE RAOULT

Afirma que la presión parcial de un componente en el gas, es igual a la fracción molar de ese mismo componente en el líquido, multiplicado por la presión de vapor del componente puro.

PJ =Xj PVJ

ECUACIÓN DE DALTON La presión de Dalton puede ser usada para calcular la presión parcial ejercida por un componente de una mezcla de gas ideal.

PJ= Yj P

COMPOSICIONES Y CANTIDADES DE LAS FASES GAS Y LIQUIDO EN EQUILIBRIO DE UNA SOLUCIÓN IDEAL

• Las ecuaciones de Dalton y Raoult representan la presión parcial de un componente en una mezcla gaseosa. En la Ec. De Raoult el gas debe estar en equilibrio con el líquido.

• Al combinarse en las ecuaciones, se obtiene una nueva expresión que relaciona las composiciones de las fases gaseosa y líquida en equilibrio con la presión y la temperatura a la cual existe el equilibrio gas-líquido.

PJ =Xj PVJ y JXj =

PvjP

. COMPOSICIONES Y CANTIDADES DE LAS FASES GAS Y LIQUIDO EN EQUILIBRIO DE UNA SOLUCIÓN

Para determinar los valores de Xj y Yj, la ecuación debe ser combinada con ecuación que relacione estas dos cantidades. Tal expresión debe ser desarrollada considerando un

balance de materia sobre el j-ésimo término de la mezcla.

COMPOSICIONES Y CANTIDADES DE LAS FASES GAS Y LIQUIDO EN EQUILIBRIO DE UNA SOLUCIÓN IDEAL

nl=representa el número total de moles en el líquido

ng=representa el número total de moles en el gas

Zj=representa la fracción molar del j-ésimo término componente de la mezcla total, incluyendo tanto la fase líquida como la gaseosa.

xj=representa la fracción molar del j-ésimo componente en el líquido yj=representa la fracción molar del j-ésimo componente en el gas

Znj=representa las moles del j-ésimo componente en la mezcla total

xjnl=representa las moles del j-ésimo componente en el líquido

yjng=representa las moles del j-ésimo componente en el gas Un balance de materia sobre el j-ésimo componente, se obtiene;

Zj n = xj nL + yJ ng

COMPOSICIONES Y CANTIDADES DE LAS FASES GAS Y LIQUIDO EN EQUILIBRIO DE UNA SOLUCIÓN IDEAL

Zj n = xj nL + x pvjp ng xj=

Zjn

nL+PvjPng

Por definición, la ecuación se convierte en:

∑j=i

n

Xj=1

∑jXj=∑

j

z ,n

nL+ PvjPng =1 ∑j

Xj=∑j

z , n

ng+ PPvj

nl=1

Ec. Eusadas para calcular las composiciones de la fase liquida y gaseosa de una mezcla en equilibrio:

COMPOSICIONES Y CANTIDADES DE LAS FASES GAS Y LIQUIDO EN EQUILIBRIO DE UNA SOLUCIÓN IDEA

El cálculo es simplificado si una mol mezcla total es tomando como base de tal forma que:

ñiñ ln =ñg=

ñ gn

ñi +ñg = 1

Basados en estas definiciones las ecuaciones quedan de la siguiente manera

∑jXj=∑

j

z , j

1+ñg+( PvjP

−1)=1

∑jYj=∑

j

z , j

1+ñg+( PPvj

−1)=1