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MODELO TERMODINÁMICO DE WILSON

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roxanna cano

on 4 October 2012

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Transcript of MODELO TERMODINÁMICO DE WILSON

Un pilar fundamental para el arribo de programas computacionales para la simulación de equipos en paralelo a la informática y el cálculo numérico se encuentran los avances en el área de la fisicoquímica y la termodinámica teórica. La utilidad de estos métodos radica en su capacidad de estimar, a partir de una expresión funcional que contiene unos pocos parámetros que se determinan experimentalmente INTRODUCCIÓN TALES COMO... Constantes de equilibrio
Propiedades de transporte
conductividad termica
Viscosidad
Capacidad calorifica
Presiones de vapor
Etc. Un simulador no puede resolverlo todo... tiene limitaciones En efecto, sólo podremos tratar las sustancias para las cuales podemos estimar sus propiedades. De lo contrario debemos introducir modelos de estimación o bien las constantes particulares de la mezcla a analizar, para un dado modelo existente en el simulador. La no idealidad de los sistemas líquido-vapor se presenta por diversas causas: EQUILIBRIO DE FASES EN SISTEMAS NO IDEALES Por efecto del tamaño
Masa
Estructura
Existencia de grupos polares de las moléculas que impiden usar los modelos simples La causa más frecuente de no idealidad de la mezcla es la no idealidad de la fase líquida. Si la presión del sistema es alta, además existirá no idealidad de la fase vapor. Si hay presentes especies polares, ambas fases se alejan fuertemente de la idealidad Si hay presentes sustancias que contienen grupos capaces de formar fuertes enlaces de hidrógeno, la fase vapor se comportará de un modo tan alejado de la idealidad ¿qué lo puede causar? Las sustancias que pueden causar este comportamiento en la fase vapor son ciertos

-alcoholes
-aldehídos
-ácidos
-ésteres

que tienden a formar dímeros, trímeros y codímeros en fase vapor. La siguiente clasificación permite estimar en forma cualitativa la magnitud de la desviación respecto de la idealidad esperable en una mezcla que contenga ciertas moléculas Ecuación de Wilson Las mezclas de moléculas polares auto asociadas (Clase II) con moléculas no polares tales como hidrocarburos (Clase V) pueden exhibir una fuerte no idealidad del tipo desviación positiva (por ejemplo la mezcla etanol + n-heptano) Cuando se presentan mezclas altamente no ideales la ecuación de Van Laar puede predecir erróneamente la separación de la mezcla en dos fases. En 1964 Wilson propuso la ecuación que lleva su nombre y que ha recibido gran aceptación En la ecuación de Wilson se toman en cuenta los efectos de las diferencias de tamaño y fuerzas de atracción de las moléculas de las distintas especies mediante un tratamiento basado en el concepto de composición local. Mezcla equimolar de 2 especies (1 y 2).
Fraccion molar global de cada especie = 0.5
Moleculas de clase 1 en minoria ( en la zona interior) La fracción de volumen local propuesta por Wilson es función de la
temperatura y de las energías de interacción, como se observa en la ecuación siguiente.
. De tal modo, la discrepancia de energia libre de Gibbs se puede expresar: En base a esta ecuación y del modo acostumbrado se obtiene la ecuación de
Wilson para los coeficientes de actividad de los componentes de una mezcla en la fase
líquida. Para una mezcla binaria: De modo similar a la ecuación de Van Laar, la ecuación de Wilson se puede
extender a sistemas multicomponentes obteniendo: Cuando no existen suficientes datos para determinar los parámetros binarios
de la ecuación de Wilson de una curva o tabla de coeficientes que cubra todo el rango de composiciones, se pueden usar coeficientes a dilución infinita. En este caso, la
ecuación de Wilson se transforma del siguiente modo. RESUMEN El modelo de Wilson para la energía libre de Gibbs en exceso permite calcular los coeficientes de actividad en fase líquida para sistemas altamente no ideales, especialmente sistemas de alcoholes y agua, siempre en una sola fase líquida. Su principal debilidad radica en que no se puede usar para predecir equilibrios líquido - líquido.

Los parámetros de interacción binaria se obtienen a partir de regresión de datos experimentales de equilibrio Líquido - Vapor. CONCLUSIÓN Gracias a teorías como esta, se cuenta con un fundamento teórico que permite interpolar e incluso extrapolar comportamientos de equilibrio de fases a partir de muy pocos datos experimentales. GRACIAS!!!!!
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