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CAPITULO 1. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES DILUIDAS Fisicoquímica para Ingenieros Porf. Laura Márquez Universidad de Los Andes - Venezuela.

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2 CAPITULO 1. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES DILUIDAS Fisicoquímica para Ingenieros Porf. Laura Márquez Universidad de Los Andes - Venezuela

3 Soluciones Ideales Soluciones Solución: sistema líquido homogéneo formado por más de un componente. Solvente: componente que se encuentra en mayor proporción. solutos: los que están en menor proporción. Infinitamente diluidas: 1-10 mM gases (O 2, N 2 ) e iones (Ley de Debye-Hückel) Reales: M

4 Las interacciones moleculares soluto:solvente son de igual magnitud a las solvente:solvente y las soluto:soluto Soluciones Soluciones ideales Todos sus componentes (soluto y solvente) cumplen la Ley de Raoult en todo el intervalo de concentraciones

5 Ley de Raoult: La presión parcial de vapor de un componente en una solución, es proporcional a su fracción molar. P i X i P A = P A. X A P B = P B. X B Soluciones X A = 1X A = 0 X B = 0X B = 1 PBPB PAPA P B P A P = P A + P B P i X i P i = k X i P i = P i X i = 1 k = constante de proporcionalidad = propiedad del puro

6 Soluciones Cálculo de para soluto y solvente de soluciones ideales A (l) A (v) i (solución) = i (vapor) i (solución) = º + RT ln P i i (solución) = º + RT ln ( P i. X i ) Según Raoult P i = P i. X i i (solución) = º + RT ln P i + RT ln X i A una P y T, la P i es un valor definido i (solución) = i + RT ln X i Permite calcular el soluto y el solvente, si la solución se comporta como solución ideal

7 P A = P A. X A P B = P B. X B X A = 1X A = 0 X B = 0X B = 1 PBPB PAPA P B P A P = P A + P B P i X i P i = k X i P i = P i X i = 1 k = constante de proporcionalidad = propiedad del puro Soluciones Soluciones Reales y Soluciones infinitamente diluidas

8 X A = 1X A = 0 X B = 0X B = 1 Soluciones Reales PBPB PAPA P B P A P = P A + P B PBPB P A P = P A + P B X B = 0X B = 1 X A = 1X A = 0 P B EndotérnicaExotérnica < >

9 Soluciones Soluciones infinitamente diluidas A: solvente B: soluto X A = 1X A = 0 X B = 0X B = 1 PBPB PAPA P B P A P A = P A. X A Solvente Ley de Raoult P B = k H. X B Soluto Volátil Ley de Henry m = k H X A 1 X B 1

10 Soluciones infinitamente diluidas – Ley de Henry Solubilidad en líquidos de Gases poco solubles P B = k H. X B Soluto Volátil Ley de Henry X B 1 Coeficiente de BUNSEN ( Solubilizado a condiciones de: P gas = 1atm y Temperatura de 25ºC El volumen del gas es medido a condiciones estandar P = 1 atm y T = 0ºC

11 Solubilidad de Gases en líquidos Equivalencia entre H Henry - α Coeficiente de Bunsen Ley de Henry X gas =P pas / k H_gas n gas /n STE =P pas / k H_gas

12 Solubilidad de Gases en líquidos Equivalencia entre H Henry - α GASK H (atm)K H (Torr) α (cm 3 gas /cm 3 STE *atm) CO ,71,25 * 10 6 CH ,13,14 * ,0300 O2O ,13,30 * ,0283 H2H ,15,43 * ,0175 N2N ,96,51 * ,0143 He142579,51,08 * ,0087 Solubilidad de diversos gases en agua (Atkins)

13 Solubilidad de Gases - Influencia de la Presión Solubilidad = X gas = P gas / K Henry O2O2 N2N2 He Solubilidad de diversos gases en agua (Atkins) Presiones Moderadas coportamiento Lineal atm P parcial del gas H2H2 N2N atm P parcial del gas X gas Solubilidad en agua (Levine Vol.1) Presiones Altas coportamiento NO Lineal

14 Solubilidad de Gases _ Influencia de la Temperatura K Henrry_gas (GPa) en Agua 1/K Henrry_gas X gas T (ºC) O2O2 N2N2 O2O2 N2N2 Constantes de la Ley de Henry en agua (Levine Vol.1) Bajas Temperaturas ( ºC ) Relación MUY simplificada Aumento lineal de K H-gas (disminución de X gas ) para algunos gases en Agua

15 Solubilidad de Gases _ Influencia de la Temperatura Variación de la Constantes de la Ley de Henry en agua (Prausnitz) Bajas Temperaturas ( ºC ) Relación más ajustada Benson y Krause (1976) β=36,885 K H (bar) T (ºC) Solutos τ gas α gas Helio131,4241,824 Neón142,5041,667 Nitrógeno162,0241,712 Oxígeno168,8740,622 Argón168,8740,404


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