EQUILIBRIO GAS-LIQUIDO UNIDAD:2

INDICE 2.4 CALCULO DE LA PRESION DEL PUNTO DE BURBUJA DE UNA SOLUCION LIQUIDA IDEAL. 2.5 CALCULO DE LA PRESION DEL PUNTO DE ROCIO DE UNA SOLUCION GASEOSA IDEAL. 2.6 CANTIDADES Y COMPOSICION DE GAS Y LIQUIDO EN UNA SOLUCION REAL EN EQUILIBRIO.

2.4 CALCULO DE LA PRESION DEL PUNTO DE BURBUJA DE UNA SOLUCION LIQUIDA IDEAL. La presión en el punto de burbuja es el punto en el cual aparece la primer burbuja de gas. Desde el punto de vista de ingeniería, la cantidad de gas es despreciable. Esto significa que el número total de moles en la fase de vapor es cero (ng=0), y el número total de moles en la fase líquida es igual al número total de moles de la mezcla (n=nL). Sustituyendo ng=0, n=nL y p=pb en la ecuación 6.15 se tiene: …

Por lo tanto, a partir de esta última ecuación se obtiene que la presión de burbuja de una solución líquida ideal a una temperatura deseada, es la suma de la fracción mol de cada componente, zj, multiplicada por la presión de vapor de cada componente, es decir, Solución. La presión de vapor se calcula con la gráfica de Cox a una T=150 °F, obteniendo la Tabla 6.2.  Tabla 6.2-Calculo de la presión de burbuja de la solución ideal. Ejemplo 6.2 – Presión de burbuja para una solución ideal. Calcular la presión en el punto de burbuja a 150 °F de la mezcla del ejemplo 6.1. Considerar un comportamiento de la solución ideal.

2.5 CALCULO DE LA PRESION DEL PUNTO DE ROCIO DE UNA SOLUCION GASEOSA IDEAL. . La presión en el punto de rocío es el punto en el cuál aparece la primera molécula de líquido. Desde el punto de vista de ingeniería la cantidad de líquido es despreciable. Esto significa que el número total de moles de líquido es cero (nL=0) y el número total de moles de gas es igual al número total de moles de la mezcla (n=ng). Luego entonces, substituyendo nL=0, ng=n y p=pd en la ecuación 6.11 se tiene:

Por lo tanto, a partir de esta ultima ecuación la presión de rocío de una mezcla de gases ideales a una temperatura deseada, es el recíproco de la suma de la fracción mol de cada componente dividida por la presión de vapor de cada componente, es decir: Ejemplo 6.3–Presión de rocío para una solución ideal. Calcular la presión en el punto de rocío a 150°F de la mezcla del ejemplo 6.1. Considerar un comportamiento de la solución ideal. Solución. La presión de vapor para cada componente de la mezcla se obtiene a partir de la gráfica de Cox a una T=150°F (Tabla 6.3).

CALCULOS A PRESIONES Y TEMPERATURAS POR FUERA DE LA REGION DE DOS FASES.

2.6 CANTIDADES Y COMPOSICION DE GAS Y LIQUIDO EN UNA SOLUCION REAL EN EQUILIBRIO. Recordando la ecuación para el equilibrio de una solución ideal (ecuación 6.4), y en función de la relación de equilibrio, K, (ecuación 6.31), se tiene, Ahora bien, sustituyendo la expresión 6.31 en las ecuaciones 6.11 y 6.15, respectivamente, para tomar en cuenta el comportamiento de soluciones reales, lo que implica reemplazar la relación de presiones (pvĵ/p) por la relación de equilibrio experimental para las fases líquido-vapor, es decir,  

para la composición de la fase líquida en equilibrio, y para la composición de la fase vapor en equilibrio. Simplificando la ecuación 6.33 en función de una mol de mezcla total. Es decir, sustituyendo 6.17 y 6.18 en la ecuación 6.33, se tiene,  sustituyendo la ecuación 6.22 en la ecuación 6.35

De manera similar, simplificando la ecuación 6 De manera similar, simplificando la ecuación 6.34 en función de una mol de mezcla total mediante la sustitución de las ecuaciones 6.17 y 6.18 en la ecuación 6.34, se obtiene:   luego, sustituyendo la ecuación 6.25 en la ecuación 6.37,

Ejemplo 6. 4 – Equilibrio líquido vapor para una solución real Ejemplo 6.4 – Equilibrio líquido vapor para una solución real. Calcular la composición y cantidades de gas y líquido para 1 lbm-mol cuando una mezcla se trae a condiciones de equilibrio de 200 lb/pg2abs y 150 °F. Considerar un comportamiento de la solución real. La composición y fracción mol de la mezcla se presentan en la Tabla 6.4. Solución Tabla 6.4-Composición y cantidades de gas y líquido para la mezcla del ejemplo 6.4 estimado por un proceso de ensaye y error