Clase 2 Conversión de Concentraciones e introducción a las gráficas de equilibrio

Definición y Cálculo del Peso Molecular

Resumen de la Sección: En esta sección, se aborda la definición y nomenclatura aplicada al cálculo del peso molecular en procesos de absorción y distorsión de un solo componente, tanto en fase gaseosa como líquida.

Cálculo del Peso Molecular para Fases Gaseosa y Líquida

• El peso molecular total en fase gaseosa se calcula multiplicando el peso molecular de cada especie por su fracción molar correspondiente.

• Para la fase líquida, se determina sumando el peso molecular de cada especie multiplicado por su fracción molar.

• En una mezcla binaria líquida como el aire, el peso molecular total es la suma ponderada de los pesos moleculares individuales.

• Las unidades del peso molecular son gramos/mol; las fracciones molares se calculan dividiendo los gramos/mol de cada componente entre los gramos/mol totales.

Cálculo del Peso Molecular para Mezclas

• El peso molecular de una mezcla lineal se obtiene considerando los moles individuales y sus respectivos pesos moleculares.

• La relación entre las fracciones molares XA y XB en una mezcla binaria es complementaria (XA + XB = 1).

• Para mezclas con más componentes, como ternarias o cuaternarias, se extiende el cálculo considerando todos los moles y pesos moleculares involucrados.

Conversión de Unidades y Concentración

Resumen de la Sección: Aquí se explora la conversión de unidades de concentración basadas en definiciones previas.

Proceso de Conversión

• Es fundamental comprender cómo sacar los moles a partir de las masas y pesos moleculares respectivos para realizar conversiones efectivas.

Facilidad en el Cálculo de Concentraciones

Resumen de la Sección: En esta sección, se aborda la facilidad de cálculo de concentraciones cuando se conoce el dato de concentración y la base de cálculo. Se explora cómo calcular la cantidad relativa de componentes en una mezcla para obtener valores solicitados.

Conversión de Concentraciones

• Se presenta un problema con una mezcla que contiene un 3% en peso de ácido sulfúrico disuelto en una solución acuosa-alcohólica con diferentes componentes.

• Se plantea determinar el peso molecular del líquido inerte y del ácido sulfúrico, así como los valores y formas de expresar las concentraciones.

• Se identifican los componentes A (ácido sulfúrico) y B (inerte), donde A representa el 3% y B es el resto en la fase inerte.

• Se calcula la composición del inerte gaseoso como complemento al componente A, considerando las fracciones molares respectivas.

Cálculos Moleculares

• Se determinan los pesos moleculares del agua, etanol y DEA (etanolamina), fundamentales para calcular los pesos moleculares del inerte y la solución completa.

• El cálculo del peso molecular del inerte precede al peso molecular total, siendo esencial conocer ambos para resolver eficazmente el problema planteado.

• La fórmula para hallar el peso molecular incluye las fracciones molares correspondientes a cada componente presente en la solución.

Determinación Final

• La suma ponderada de los pesos moleculares da lugar al peso molecular total de la solución, crucial para comprender su composición química global.

Resumen Detallado

Peso Molecular y Composiciones de la Solución

• Se calcula el peso molecular del líquido como 27.81 kg/mol.

• Se determina la fracción molar de agua, etanol y DEA en la solución.

• La fracción molar se obtiene multiplicando la fracción mol de cada componente por 0.97.

• Se calculan las fracciones molares de agua, etanol y DEA: 0.74, 0.17 y 0.51 respectivamente.

• La fracción molar del agua es 0.72 al multiplicarla por 0.97.

Composiciones y Relaciones Moleculares

• La fracción molar del etanol es 0.17 al multiplicarla por 0.97.

• Para DEA, la fracción molar es de 0.51 al hacer los cálculos correspondientes.

Verificación de Composiciones

• La suma de las composiciones debe dar el total (1).

Cálculos Adicionales

• Se procede a calcular valores como partes por millón y relación peso por ciento en peso.

Determinación de Fracciones y Porcentajes

• Se establecen relaciones entre pesos para obtener valores específicos.

Cálculos Finales

• Se realiza un cálculo detallado para obtener valores precisos en diferentes unidades.

Conversión a Porcentaje en Peso

• El proceso implica convertir valores a porcentaje en peso y partes por millón en peso.

Explicación detallada del cálculo de densidades y fracciones molares

Resumen de la sección: En esta parte, se detalla el proceso para calcular densidades y fracciones molares en una solución química.

Cálculo de la relación peso

• La relación peso es calculada dividiendo dos valores, lo que resulta en un número específico.

• Se realiza un cálculo específico para determinar la relación peso entre los componentes de la solución química.

Cálculo de densidad

• Se explica cómo encontrar la densidad individual de un componente en una solución.

• La densidad total se obtiene a través de la gravedad específica y condiciones estándar.

Cálculos finales

• Se despeja la densidad total de la solución química con una fórmula específica.

• El cálculo final implica multiplicar la densidad total por una fracción molar conocida.

Continuación del cálculo: Fracciones molares y conversiones

Resumen de la sección: Aquí se profundiza en el cálculo de fracciones molares y conversiones en el contexto del problema presentado.

Cálculos detallados

• Se realiza un paso a paso para calcular las fracciones molares con precisión.

• Se explica cómo obtener los microgramos moleculares sobre el litro de solución, relacionándolo con concentraciones molares.

Conversión y conclusiones

• Se discute cómo convertir unidades entre gramos, kilogramos y microgramos para obtener resultados precisos.

Resumen Detallado

Proceso de Absorción y Agotamiento

Descripción de la Sección: En esta sección, se aborda el proceso de absorción y agotamiento en una columna, destacando las fases gaseosa y líquida, así como las leyes que rigen este proceso.

• La columna de absorción tiene dos fases: vapor (gaseosa) y líquida. La fase gaseosa es una mezcla inerte más el compuesto A, mientras que la fase líquida contiene el solvente (TLS) que arrastra al componente A.

• El contacto entre el gas y el líquido hace que el componente A se transfiera a la fase líquida. Se identifican tres componentes: LS, A en fase gaseosa y A en fase líquida, lo que determina los grados de libertad del sistema.

• En este proceso predominan las fases gaseosas. La presión parcial en la fase gaseosa se calcula con la fracción molar, mientras que en la fase líquida se aplica la ley de Raúl para soluciones diluidas.

Leyes y Equilibrio en Absorción

Descripción de la Sección: Aquí se discuten las leyes fundamentales para entender el equilibrio en procesos de absorción, incluyendo la ecuación de equilibrio y la ley de Henry.

• La presión parcial se relaciona con la presión total mediante fracciones molares en equilibrio. Se utiliza un asterisco para indicar equilibrio en las ecuaciones.

• La ley de Henry describe cómo varía la presión parcial con respecto a una constante específica. Esta relación es crucial para comprender el comportamiento del sistema en soluciones diluidas.

Graficación del Equilibrio

Descripción de la Sección: Se explora cómo graficar las ecuaciones de equilibrio para visualizar mejor el comportamiento del sistema.

• Al graficar la ecuación de equilibrio con respecto a fracciones molares, se puede representar visualmente cómo cambian las concentraciones en función del equilibrio.