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    Pre 1 OU - Reyes Castillo

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    Este documento presenta un reporte de prácticas de laboratorio sobre destilación diferencial. Explica los objetivos y guía de estudio de la práctica, que incluye conceptos como los tipos de destilación, la regla de las fases, las leyes de Raoult y Henry, y cómo calcular datos para diagramas de equilibrio. También cubre desviaciones a la idealidad, mezclas azeotrópicas, y ecuaciones para determinar la composición teórica y experimental del destilado y residuo.

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    UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SAN LUIS POTOSÍ

    FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

    LABORATORIO DE INGENIERÍA QUÍMICA


    REPORTE DE PRÁCTICAS

    LABORATORIO DE TRANSFERENCIA DE MASA I

    NOMBRE DEL ALUMNO: Reyes Castillo Nora Estefania


    PRE DE LA PRÁCTICA No.: 1
    NOMBRE DE LA PRÁCTICA: Destilación diferencial
    PROFESOR: Alma Delia Montante Montelongo
    CLAVE DEL GRUPO: 13 FECHA: Miércoles 09 Febrero 2022
    Destilación Diferencial
    OBJETIVOS
    a. Relacionar al estudiante con la destilación diferencial, la cual es un caso típico en la
    operación de un sistema intermitente o por lotes.
    b. Reafirmar los conceptos básicos de equilibrio entre fases vapor - líquido, así como las leyes
    que lo rigen para comprender mejor los fundamentos de la destilación.
    GUIA DE ESTUDIOS
    1. ¿A qué se llama destilación?
    Es un método que se usa para la separar los componentes de una solución líquida.
    2. ¿Qué factores influyen en la destilación?
    Depende de la alimentación que se le dé, la presión a la que se trabaja, la cantidad de
    componentes que hay en la mezcla que se quiere separar, y las características de cada
    componente puro.
    3. ¿Cuántos tipos de destilación hay?
    Simple, fraccionada, al vacío, por arrastre de vapor.
    4. ¿En qué consiste la destilación simple y de cuantas maneras se puede llevar a cabo?
    En este tipo de destilación, consiste en calentar la mezcla hasta que el líquido más volátil se
    vaporice primero.
    5. Enunciar y explicar la regla de las fases.
    Esta relación describe el numero de grados de libertad que existen en un sistema
    termodinámico cerrado en equilibrio.
    Φ=𝐶−𝑃+2
    Φ = Número de grados de libertad, C= número de componentes, P=número de fases.
    6. Enunciar y explicar las leyes de Raoult y Henry.
    Ley de Raoult: establece que la presión de vapor parcial de cada componente de una
    mezcla ideal de líquidos es igual a la presión de vapor del componente puro multiplicado
    por su fracción molar en la mezcla.
    𝑃𝐴 = 𝑃𝐴𝑣𝑎𝑝 ∙ 𝑥𝐴
    Ley de Henry: a una temperatura constante, la cantidad de gas disuelta en un líquido es
    directamente proporcional a la presión parcial que ejerce el gas sobre el líquido.
    𝑃𝐴 = 𝐻𝐴 ∙ 𝑥𝐴
    𝐻𝐴 = cte, depende de la temperatura, del disolvente y en menor grado de la presión
    7. ¿Cómo se calculan los datos para construir un diagrama de punto de ebullición y una curva
    de equilibrio?
    Primero se obtiene la presión de saturación de los compuestos usando la ley de Antonie,
    después, se fija la presión del sistema, usando EES, se crea una tabla paramétrica con las
    variables de temperatura, xa y ya, se corre y se grafican esos resultados.
    8. ¿Porque hay desviaciones de la idealidad y cuándo se llama desviación positiva y cuándo
    negativa?
    Porque no hay una uniformidad en las fuerzas atractivas de los líquidos, se dice que la
    desviación es negativa cuando las fuerzas entre las partículas en la mezcla son mas fuertes
    que la media de la fuerza entre las partículas en los líquidos puros. Lo contrario para
    desviaciones positivas.
    9. ¿Qué es una mezcla azeotrópica?
    Es una mezcla liquida de composición definida de dos o mas compuestos que hierve a una
    temperatura constante, y se comporta como si estuviese formada por un solo componente,
    por lo que al hervir, si fase vapor tendrá la misma composición que la fase liquida.
    10. ¿A qué se le llama volatilidad relativa?
    Es la medida numérica de la facilidad con la que se separan los componentes de una mezcla
    binaria
    11. Deducir la ecuación de Rayleigh.
    Se efectúa un balance de materia:
    𝐿𝑋 = (𝐿 − 𝑑𝐿)(𝑋 − 𝑑𝑋) + 𝑌𝑑𝑋
    Se realiza la multiplicación
    𝐿𝑋 = 𝐿𝑋 − 𝐿𝑑𝑋 − 𝑋𝑑𝐿 + 𝑑𝐿𝑑𝑋 + 𝑌𝑑𝐿
    Despreciamos dXdL y LX:
    0 = −𝐿𝑑𝑋 − 𝑋𝑑𝐿 + 𝑌𝑑𝐿
    Despejando LdX:
    𝐿𝑑𝑋 = −𝑋𝑑𝐿 + 𝑌𝑑𝐿
    𝐿𝑑𝑋 = (𝑌 − 𝑋)𝑑𝐿
    Agrupando términos:
    𝑑𝑋 𝑑𝐿
    =
    (𝑌 − 𝑋) 𝐿
    Integrando en ambos lados se obtiene
    𝑋𝐿0
    𝐿0 𝑑𝑋
    𝑙𝑛 = ∫
    𝐿 (𝑌 − 𝑋)
    𝑋𝐿
    12. ¿Cómo se obtiene teóricamente la composición promedio del destilado?
    Mediante el balance de materia:
    𝐿0 𝑋𝐿0 = 𝐿𝑋𝐿 + 𝐷𝑌𝑝𝑟𝑜𝑚
    𝐿0 𝑋𝐿0
    𝑌𝑝𝑟𝑜𝑚 = − 𝐿𝑋𝐿
    𝐷
    13. ¿Cómo se podría conocer experimentalmente la composición del destilado y del residuo?
    Usando herramientas como graficas de temperatura y composición, la línea de operación y
    aplicando la ecuación de Rayleigh.
    REFERENCIAS:
    Manual de Operaciones Unitarias (2022) FCQ, UASLP.

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