Colaborativo_Paso 3_201604_1

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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA
ESCUELA (S)
Unidad 2 - Paso 3 – Equilibrio de fases
Grupo en campus 201604_1
Viviana María Bolívar Barranco
Código estudiante 1
Andrea Arteaga Llorente
Código. 1.193.077.645
Yesica Paola Diaz Quintero
Código. 1.088.257.579
Nombre estudiante 3
Código estudiante 4
Nombre estudiante 5
Código estudiante 5
Barranquilla, 22 de Octubre del 2023
Introducción
El equilibrio de fases es un concepto fundamental en la fisicoquímica que desempeña un papel crucial en la comprensión y aplicación de numerosos fenómenos naturales y procesos industriales. En el marco de la investigación y desarrollo del equilibrio de fases de uno y múltiples componentes en diferentes estados de agregación, se abordan cuestiones esenciales relacionadas con la termodinámica de sistemas, particularmente aquellos que involucran la coexistencia de sustancias en diferentes estados, como sólido, líquido y gas. Este conocimiento tiene un impacto significativo en diversas áreas, siendo particularmente relevante en la industria de alimentos, donde la formulación de productos y la optimización de procesos dependen en gran medida de la comprensión del comportamiento de las fases.
En este contexto, este trabajo se enfoca en la exploración de los conceptos básicos del equilibrio de fases y su aplicación en la construcción e interpretación de diagramas de fase, tanto de compuestos puros como de mezclas de sustancias. A medida que avanzamos en este estudio, analizaremos cómo factores como la temperatura, la presión y la composición influyen en la distribución de las fases en un sistema, permitiéndonos predecir y controlar las transformaciones de la materia en condiciones específicas.
Desarrollo de los ejercicios de la Paso 3 – Equilibrio de fases
De acuerdo con las indicaciones de la guía de actividades y rúbrica de evaluación de la Paso 3 – Equilibrio de fases, se presenta el desarrollo del ejercicio 1, 2, 3 y 4. 
Tabla 1. Desarrollo del ejercicio 1 (Colaborativo)
	Mapas mentales
	Estudiante 1: Viviana María Bolívar Barranco
	Conceptos: 
· Fase
· Línea de coexistencia
· Equilibrio liquido-vapor
· Diagrama de Gibbs
· Punto de ebullición
· Ecuación de Claussius-Clapeiron
	Mapa mental 1
	Referencias consultadas
	Capparelli, A. (2013). Fisicoquímica básica. Series: Libros de Cátedra.
Chang, R. (2011). Fundamentos de química.
México-McGraw-Hill.Cengel, Y. A., Boles, M. A., Campos Olguín, V., & Colli Serrano, M. T. (2003). Termodinámica.
	Estudiante 2: Andrea Arteaga Llorente
	Conceptos: 
· Regla de fases
· Línea de reparto
· Azeotropo
· Ley de Henry
· Punto de fusión
· Equilibrio liquido-liquido
	Mapa mental 2
https://www.goconqr.com/en/mindmap/38299696/conceptos-clave-en-fisicoquimica 
	Referencias consultadas
	Regla de las fases. (s. f.). https://www.cienciasfera.com/materiales/tecnologia/t ecno02/tema02/1_regla_de_las_fases.html
Definción de azeótropos. (s. f.). DefinicionABC. https://www.definicionabc.com/ciencia/azeotropos.ph
Azeótropo. (s. f.). https://www.quimica.es/enciclopedia/Aze%C3%B3tropo.html
Ley de Henry. Efecto de la presión sobre la solubilidad de los gases — HIVE. (s. f.). Hive. https://hive.blog/hive-196387/@emiliomoron/ley-de-henry-efecto-de-la-presion-sobre-la-solubilidad-de-los-gases
Punto_de_fusión. (s. f.). https://www.quimica.es/enciclopedia/Punto_de_fusi%C3%B3n.html
Equilibrio líquido líquido (ELL): regla de la palanca. (s. f.). YouTube. 
Equilibrio. . . (s. f.). http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lpro/cor tes_r_jh/capitulo_1.html 
	Estudiante 3: Yesica Paola Diaz Quintero
	Conceptos: 
· Grados de libertad
· Transición de fase
· Equilibrio solido-solido
· Ley de Raoult
· Punto triple
· Ecuación de Antoine
	Mapa mental 3
	Referencias consultadas
	Buján, N. M. D. C. (2018). Problemas de termodinámica para estudiantes de química. (pp. 335-405). Biblioteca virtual UNAD https://elibro-net.bibliotecavirtual.unad.edu.co/es/ereader/unad/44882?page=337
Levine, I. N. (2014). Principios de fisicoquímica. (pp. 193-207, 337-344, 347-348, 357-359). Biblioteca virtual UNAD https://www-ebooks7-24-com.bibliotecavirtual.unad.edu.co/?il=487&pg=210
	Estudiante 4: José Luis Sarmiento Daza
	Conceptos: 
· Diagrama de fase
· Coexistencia de fases
· Miscibilidad
· Regla de Trouton
· Punto crítico
· Equilibrio liquido-liquido-vapor
	Mapa mental 4
	Referencias consultadas
	
	Estudiante 5:
	Conceptos: 
· Equilibrio de fase
· Diagrama de composición vs presión o temperatura
· Inmiscibilidad
· Regla de la palanca
· Punto eutéctico
· Presión de vapor
	Mapa mental 5
	Texto individual y grupal
Termoquímica y Equilibrio químico en la industria de alimentos
(entre 500 y 600 palabras)
	La ingeniería de alimentos es una disciplina fundamental que combina los principios de la ingeniería con la ciencia de los alimentos para diseñar, producir y mantener alimentos seguros y de alta calidad. En este contexto, el concepto de equilibrio de fases desempeña un papel crítico en el éxito de la industria de alimentos. A través de su aplicación, los ingenieros de alimentos pueden comprender y controlar procesos clave que van desde la congelación de helados hasta la destilación de licores, garantizando la calidad, la seguridad y las propiedades deseadas de los productos. A continuación, se argumentará sobre la importancia de estos conceptos en la ingeniería de alimentos.
En la ingeniería de alimentos, los grados de libertad son cruciales para el diseño de procesos. La capacidad de variar las condiciones de temperatura y presión en sistemas alimentarios permite a los ingenieros ajustar propiedades como textura, sabor y estabilidad. Los alimentos, al ser una combinación compleja de componentes, exigen una comprensión profunda de cómo estas variables afectan las propiedades finales del producto.
Las transiciones de fase, como la fusión o la evaporación, son esenciales en la producción de alimentos. La congelación de helados o la evaporación de agua en productos deshidratados son ejemplos evidentes. Comprender cómo estas transiciones afectan la textura, la vida útil y la calidad sensorial de los alimentos es crucial para ofrecer productos consistentes y apetitosos.
Muchos alimentos son sistemas sólidos que contienen más de un componente, como mezclas o suspensiones. La comprensión del equilibrio entre las fases sólidas es esencial para evitar la segregación de ingredientes y garantizar una distribución homogénea en productos compuestos, como cereales enriquecidos o alimentos para bebés.
Por su parte, la Ley de Raoult es fundamental en la destilación de componentes volátiles en alimentos, como licores o aceites esenciales. Su aplicación permite la predicción y el control precisos de las condiciones de proceso, asegurando la calidad y la consistencia de los productos.
En la congelación y descongelación de alimentos, el punto triple es relevante para garantizar la textura y la calidad. Comprender cómo las sustancias alcanzan su punto triple es esencial para evitar la formación de cristales no deseados en alimentos como helados y verduras congeladas.
Finalmente, la ecuación de Antoine es una herramienta valiosa para predecir la presión de vapor de sustancias en función de la temperatura. En la ingeniería de alimentos, es fundamental para el control de la evaporación, la condensación y la degradación de compuestos volátiles en alimentos, como aromas y aceites esenciales.
	Referencias consultadas
	Buján, N. M. D. C. (2018). Problemas de termodinámica para estudiantes de química. (pp. 335-405). Biblioteca virtual UNAD https://elibro-net.bibliotecavirtual.unad.edu.co/es/ereader/unad/44882?page=337
Levine, I. N. (2014). Principios de fisicoquímica. (pp. 193-207, 337-344, 347-348, 357-359). Biblioteca virtual UNAD https://www-ebooks7-24-com.bibliotecavirtual.unad.edu.co/?il=487&pg=210
Gráfica 1. Diagrama de fase de 1 componente
Para obtener la presión atmosférica (utilice el siguiente enlace: https://www.herramientasingenieria.com/onlinecalc/spa/altitud/altitud.html).Tabla 2. Desarrollo del ejercicio 2 (Individual)
	Estudiante 1
Alcohol seleccionado:
	Nombre estudiante: Viviana María Bolívar Barranco
	Resultados:
Resultados:
a.
Fases identificadas señaladas en el diagrama: 
b. T critica (unidad del diagrama) y en (K):508 k
 P critica (unidad del diagrama) y en (mmHg): 35720 mmhg
 T triple (unidad del diagrama) y en (K):184 k
 P triple (unidad del diagrama) y en (mmHg):17.12 mmhg
Presente factores de conversión.
c. Ubicación geográfica: Soledad Atlántico
 Tatm promedio: 32 °C
Fase a la que está presente la sustancia del diagrama según los datos anteriores:
d. Puntos calculados
	Punto
	P (bar)
	P
(mmHg)
	T
(°C)
	T
(K)
	Grados de libertad
	D
	1
	750,06
	21
	294,15
	0
	F
	35720
	26792199
	378
	651,15
	0
	G
	1
	750,062
	97
	370,15
	0
Presente factores de conversión.
e. Alcohol seleccionado: Alcohol Alílico
¿Qué temperatura de ebullición se espera tenga en la ciudad donde reside? 93 °C
¿a esta misma temperatura qué presión se espera obtener? 1,01265 bar
	Conclusión:
¿Qué concluye de los resultados y datos tratados?, sea amplio en la explicación
La temperatura de ebullición a esta presión es más alta de lo que normalmente se espera a nivel del mar. En condiciones normales de presión atmosférica (1 bar), el agua hierve a 100°C, por lo que en este caso, el ALCOHOL ALILICO tiene una temperatura de ebullición más baja que el agua a la presión de 1.01265 bar.
La diferencia entre la temperatura de ebullición observada (93°C) y la temperatura de ebullición del agua a 1.01265 bar (100°C) sugiere que el líquido tiene una presión de vapor más baja a esa temperatura y presión en comparación con el agua a la misma presión.
	Estudiante 2
Alcohol seleccionado: Alcohol Bencílico
	Nombre estudiante: Andrea Arteaga Llorente
	Resultados:
a.
Fases identificadas señaladas en el diagrama:
Fase:
Sólido, liquido gaseoso.
Cambios de estado:
Fusión, Sublimación, Condensación.
b. Ubicar en el diagrama de fases, los puntos de temperatura y presión crítica y triple, exponer los valores en las unidades del diagrama y realizar los factores de conversión para K y mmHg
T critica
 
Convertimos a K
P critica
 
Convertimos Bar a mmHg
 T triple (unidad del diagrama) y en (K):
Convertimos Bar a mmHg
 P triple (unidad del diagrama) y en (mmHg):
Convertimos °C a K
c. Indique su ubicación geográfica, consulte la temperatura y presión ambientes, ubíquelas en el diagrama de fases e identifique en qué fase estaría la sustancia de este diagrama. Halle la presión correspondiente, exprésela en mmHg.
Ubicación geográfica: Montería Córdoba 
 Tatm promedio: 32° the weather channel
Convertimos °C a K
 Presión ambiente: 1014.2 mb
Convertimos a mmHg
Fase a la que está presente la sustancia del diagrama según los datos anteriores:
Analizando los valores y el diagrama podemos observar que la sustancia está es la fase sólida.
d. Seleccione 3 puntos dentro del diagrama, nómbrelos cómo D, F y G, en cada uno halle temperatura, presión, grados de libertad. Los puntos deben ser distintos al punto crítico o triple
Puntos calculados
	Punto
	P (bar)
	P
(mmHg)
	T
(°C)
	T
(K)
	Grados de libertad
	D
	1000 bar
	
	273°C
	
	
	F
	500 bar
	
	198°C
	
	
	G
	15 bar
	
	240°C
	
	
e. Alcohol seleccionado: Alcohol Bencílico
¿Qué temperatura de ebullición se espera tenga en la ciudad donde reside?, ¿a esta misma temperatura qué presión se espera obtener?
Ciudad: Montería – Córdoba
Presión = 
Ecuación:
Datos:
Remplazamos valores:
¿A esta misma temperatura que presión se espera obtener?
Ecuación:
Datos:
Remplazamos en la fórmula:
	Conclusión:
¿Qué concluye de los resultados y datos tratados?, sea amplio en la explicación
Dado que el rango de temperatura para el alcohol bencílico es de 395.67 K a 478.56 K y el resultado obtenido es de 1451.55 K quiere decir que está muy por encima de este rango lo que sugiere que, bajo las condiciones normales en Montería, el alcohol bencílico estaría en estado gaseoso a esa temperatura. La presión calculada es considerablemente más baja que la presión especificada en el rango de presión de 205.00 𝑚𝑚𝐻𝑔. Esto indica que, a la temperatura calculada, la presión sería mucho más baja de lo normal.
	Estudiante 3
Alcohol seleccionado: 1,3-butanodiol
	Nombre estudiante: Yesica Paola Diaz Quintero
	Resultados:
a. Ubicar cada una de las fases presentes en el diagrama de gases, así como 3 cambios de estado y su dirección
Fases identificadas señaladas en el diagrama: Fluido supercrítico, gas, líquido y sólido
b. T critica (unidad del diagrama) y en (K): 302 °C, 575,15 K
 P critica (unidad del diagrama) y en (mmHg): 55 Bar, 41255,5 mmHg
 T triple (unidad del diagrama) y en (K): 210 °C, 483,15 K
 P triple (unidad del diagrama) y en (mmHg): 5,2 Bar, 3900,52 mmHg 
Presente factores de conversión.
Para convertir de °C a Kelvin se suma a la temperatura 273,15 de la siguiente manera:
Para convertir de Bar a mmHg solo se multiplica la presión por 750,1 de la siguiente manera:
c. Ubicación geográfica: Barranquilla
 Tatm promedio: 28 °C según el IDEAM
 Patm promedio: 756,1 mmHg según el IDEAM
Fase a la que está presente la sustancia del diagrama según los datos anteriores: Estado sólido. 
d. Puntos calculados
	Punto
	P (bar)
	P
(mmHg)
	T
(°C)
	T
(K)
	Grados de libertad
	D
	1000
	750100
	195
	468,15
	2
	F
	500
	375050
	270
	543,15
	2
	G
	10
	7501
	345
	618,15
	2
Presente factores de conversión.
Para convertir de °C a Kelvin se suma a la temperatura 273,15 de la siguiente manera:
Para convertir de Bar a mmHg solo se multiplica la presión por 750,1 de la siguiente manera:
Los grados de libertad se calculan a partir de la resta entre el número de especies químicas, el número de fases presentes y la suma de dos, de la siguiente manera:
e. Alcohol seleccionado: 1,3-butanodiol
¿Qué temperatura de ebullición se espera tenga en la ciudad donde reside?, ¿a esta misma temperatura qué presión se espera obtener?
Consideramos la ecuación de Antoine para calcular la temperatura
Los valores de A, B y C se obtienen de tablas para el alcohol seleccionado, se destaca que el rango viable para usar estos datos es de temperaturas entre 295,4 a 479,7 °C. Consideramos la presión de trabajo como la presión atmosférica de Barranquilla, siendo 756,1 mmHg. Reemplazamos datos en la ecuación
Ahora consideramos la ecuación de Antoine para calcular la presión
Como se hace uso de la temperatura obtenida anteriormente, la presión que se obtendrá de resolver la ecuación será la presión atmosférica de Barranquilla. 
	Conclusión:
¿Qué concluye de los resultados y datos tratados?, sea amplio en la explicación
El ejercicio permitió mediante el diagrama de fases entender el comportamiento de las sustancias al someterse a condiciones diferentes de temperatura y presión. Podemos identificar que a presiones bajas o ambientales, como las de la ciudad de Barranquilla, la sustancia a la cual pertenece el diagrama de fases de estudio se encontraría en estado sólido. 
Por su parte, para el Alcohol seleccionado, podemos emplear la ecuación de Antoine para calcular tanto la temperatura de ebullición, como la presión a la cual ebulle a partir de la temperatura calculada. Sin embargo, podemos evidenciar que los resultados, principalmente de temperatura, son inconsistentes y demasiado elevados, considerando que la mayoría de los alcoholes ebullen a temperaturas no tan altas, lo anterior se debe a que los parámetros empleados en la ecuación de Antoine son válidos en el rango de 295,4 a 479,7 °C, condiciones lejanas a las ambientales, por lo tanto, se pueden presentar inconsistencias en el tratamiento de los datos. 
	Estudiante 4
Alcohol seleccionado:
	Nombre estudiante:
	Resultados:
a.
Ubicar diagrama de fases aquí
Fases identificadas señaladas en el diagrama:
b. T critica (unidad del diagrama) y en (K):
 P critica (unidad del diagrama) y en (mmHg):
 T triple(unidad del diagrama) y en (K):
 P triple (unidad del diagrama) y en (mmHg):
Presente factores de conversión.
c. Ubicación geográfica: (indique la fuente del dato)
 Tatm promedio: (indique la fuente del dato)
Fase a la que está presente la sustancia del diagrama según los datos anteriores:
d. Puntos calculados
	Punto
	P (bar)
	P
(mmHg)
	T
(°C)
	T
(K)
	Grados de libertad
	D
	
	
	
	
	
	F
	
	
	
	
	
	G
	
	
	
	
	
Presente factores de conversión.
e. Alcohol seleccionado: _______________
¿Qué temperatura de ebullición se espera tenga en la ciudad donde reside?, ¿a esta misma temperatura qué presión se espera obtener?
	Conclusión:
¿Qué concluye de los resultados y datos tratados?, sea amplio en la explicación
	Estudiante 5
Alcohol seleccionado:
	Nombre estudiante:
	Resultados:
a.
Ubicar diagrama de fases aquí
Fases identificadas señaladas en el diagrama:
b. T critica (unidad del diagrama) y en (K):
 P critica (unidad del diagrama) y en (mmHg):
 T triple (unidad del diagrama) y en (K):
 P triple (unidad del diagrama) y en (mmHg):
Presente factores de conversión.
c. Ubicación geográfica: (indique la fuente del dato)
 Tatm promedio: (indique la fuente del dato)
Fase a la que está presente la sustancia del diagrama según los datos anteriores:
d. Puntos calculados
	Punto
	P (bar)
	P
(mmHg)
	T
(°C)
	T
(K)
	Grados de libertad
	D
	
	
	
	
	
	F
	
	
	
	
	
	G
	
	
	
	
	
Presente factores de conversión.
e. Alcohol seleccionado: _______________
¿Qué temperatura de ebullición se espera tenga en la ciudad donde reside?, ¿a esta misma temperatura qué presión se espera obtener?
	Conclusión:
¿Qué concluye de los resultados y datos tratados?, sea amplio en la explicación
Tabla 3. Desarrollo del ejercicio 3 (Individual)
	Estudiante 1 
	Nombre estudiante: Viviana María Bolívar Barranco
	Desarrollo gráfico y numérico (con explicación paso a paso):
1er Alcohol seleccionado: Alílico
2do Alcohol seleccionado: 2-octanol
Ubicación geográfica: Soledad Atlántico
Temperatura ambiental promedio: 32 °C
Presión atmosférica promedio: 760 mmHg
	Conclusión:
¿Qué concluye de los resultados y datos tratados? sea amplio en la explicación
Con respecto al ALCOHOL ALILICO se observa qué su punto de ebullición es menor con respecto al ALCOHOL 2-OCTANOL, ya que el ultimo alcanza su punto de ebullición a los 174° manejando como presion 760 mmHg a temperatura ambiente. Dado que el alcohol alílico tiene un punto de ebullición de 97°C, es más volátil y se evaporará a una temperatura más baja que el 2-octanol, que tiene un punto de ebullición mucho más alto. Sin embargo, en Soledad, Atlántico, ambos alcoholes se encontrarán en estado líquido a la temperatura ambiente promedio de 32°C debido a que esta temperatura es mucho más baja que sus respectivos puntos de ebullición.
	Estudiante 2 
	Nombre estudiante: Andrea Arteaga Llorente
	Desarrollo gráfico y numérico (con explicación paso a paso):
1er Alcohol seleccionado: Alcohol Bencílico
2do Alcohol seleccionado: 1,3-butanodiol
Ubicación geográfica: Montería- Córdoba
Temperatura ambiental promedio: 34°C
Presión atmosférica promedio: 
Convertimos los valores de temperatura. (°C a K) y calculados 
	Presión (mmHg)
	
	Alcohol bencílico
	1,3-butanodiol
	1
	
	
	
	5
	
	
	
	10
	
	
	
	20
	
	
	
	40
	
	
	
	60
	
	
	
	100
	
	
	
	200
	
	
	
	400
	
	
	
	760
	
	
	
El siguiente paso es calcular el inverso de la temperatura en 
	
	Alcohol bencílico
	1,3-butanodiol
	Inverso de la temperatura de ebullición K del alcohol bencílico
	Inverso de la temperatura de ebullición K del 1,3-butanodiol
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
Para conocer el valor de de cambio de fase para el alcohol etílico, despejamos la pendiente 
Ecuación:
Para conocer el valor de de cambio de fase para el alcohol 1,3-butanodiol, despejamos la pendiente 
Ecuación:
Analizando los resultados podemos observar que 1,3-butanodiol requiere más energía para cambiar de fase, por ende, el alcohol etílico es más volátil.
	Presión de vapor (mmHg)
	Temperatura de ebullición del alcohol bencílico
	Temperatura de ebullición alcohol 1,3-butanodiol
	760
	
	
Rango de temperatura:
	Temperatura de ebullición
	
	
	
	
	
	
Convertimos las temperaturas a de °C a K, calculamos el inverso de , el y pasamos el a presión 
	Temperatura de ebullición °C
	Temperatura de ebullición K
	Inverso de la temperatura de ebullición 
	
Alcohol bencílico
	Presión de vapor de Alcohol bencílico
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
Convertimos las temperaturas a de °C a K, calculamos el inverso de , el y pasamos el a presión para alcohol 1,3-butanodiol
	Temperatura de ebullición °C
	Temperatura de ebullición K
	Inverso de la temperatura de ebullición 
	
Alcohol 1,3-butanodiol
	Presión de vapor de Alcohol 1,3-butanodiol
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
Una vez calculados estos datos, procedemos a construir los puntos para la gráfica.
Calculamos la fracción molar de los compuestos en estado líquido con la presión 
Ecuación:
Donde:
Datos para el punto 1.
Remplazamos en la fórmula:
Datos para el punto 2.
Remplazamos en la fórmula:
Datos para el punto 3.
Remplazamos en la fórmula:
Datos para el punto 4.
Remplazamos en la fórmula:
Datos para el punto 5.
Remplazamos en la fórmula:
Datos para el punto 6.
Remplazamos en la fórmula:
El siguiente paso es calcular la fracción molar del compuesta en estado gaseoso con la presión. 
Ecuación:
Donde:
Remplazamos en la ecuación:
Tenemos que:
	Temperatura de ebullición K
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Conclusión:
Dado que los valores son negativos no se puede realizar la Gráfica T vs X, Y para la mezcla de alcohol bencílico- Alcohol 1,3-butanodiol ya sea porque datos proporcionados para la mezcla no sean adecuados o los resultados no son físicamente coherentes, se necesita una revisión de los datos experimentales y del modelo termodinámico para resolver este problema.
¿Para esta mezcla existe un azeótropo?, ¿cuál sería su ubicación si existe?
Dando que he obtenido valores negativos en los cálculos de fracciones molares (X e Y), esto indica que los cálculos no son físicamente coherentes, y es difícil determinar la existencia de un azeótropo o su ubicación. La existencia de un azeótropo y su ubicación dependen de las propiedades de la mezcla, que deben evaluarse con precisión, dando que los resultados son negativos en X, Y entonces impiden una evaluación precisa.
	Estudiante 3
	Nombre estudiante: Yesica Paola Diaz Quintero
	Desarrollo gráfico y numérico (con explicación paso a paso):
1er Alcohol seleccionado: 1,3-butanodiol 
2do Alcohol seleccionado: Alcohol Alílico 
Ubicación geográfica: Bogotá
Temperatura ambiental promedio: 13,1 °C
Presión atmosférica promedio: 760 mmHg
Para el desarrollo de la actividad debemos contar con el Diagrama de T vs x,y para la mezcla que existe entre el 1,3-butanodiol y el alcohol alílico, para tal fin, se tienen los siguientes datos de trabajo:
	Presión (mmHg)
	Temperatura (°C)
	
	1,3-Butanodiol
	Alcohol Alílico
	1
	49,70
	2,00
	5
	72,20
	4,00
	10
	84,00
	10,40
	20
	96,70
	21,00
	40
	110,90
	32,10
	60
	119,50
	39,20
	100
	130,90
	48,50
	200
	147,70
	62,50
	400
	169,50
	77,70
	760
	207,00
	97,00
La temperatura la convertimos de °C a Kelvin, y luego obtenemos su inverso.
	Presión (mmHg)
	Temperatura (K)
	Inverso Temperatura (1/T)
	
	1,3-Butanodiol
	Alcohol Alílico
	1,3-Butanodiol
	Alcohol Alílico
	1
	322,85
	275,15
	0,00310
	0,00363
	5
	345,35
	277,15
	0,00290
	0,00361
	10
	357,15
	283,55
	0,00280
	0,00353
	20
	369,85
	294,15
	0,00270
	0,00340
	40
	384,05
	305,25
	0,00260
	0,00328
	60
	392,65
	312,35
	0,00255
	0,00320
	100
	404,05
	321,65
	0,00247
	0,00311
	200
	420,85
	335,65
	0,00238
	0,00298
	400
	442,65
	350,85
	0,00226
	0,00285760
	480,15
	370,15
	0,00208
	0,00270
Ahora al valor de la presión le sacamos el logaritmo natural. 
	Ln P
	Inverso Temperatura (1/T)
	
	1,3-Butanodiol
	Alcohol Alílico
	0,00000
	0,00310
	0,00363
	1,60944
	0,00290
	0,00361
	2,30259
	0,00280
	0,00353
	2,99573
	0,00270
	0,00340
	3,68888
	0,00260
	0,00328
	4,09434
	0,00255
	0,00320
	4,60517
	0,00247
	0,00311
	5,29832
	0,00238
	0,00298
	5,99146
	0,00226
	0,00285
	6,63332
	0,00208
	0,00270
Graficamos los datos disponibles para el 1,3-butanodiol
Según la ecuación de Clausius-Clapeyron
Consideramos la ecuación de la recta
Despejamos 
Sabemos que R es la constante de los gases, en este caso es 0,0083 kJ/mol
Graficamos los datos disponibles para el 1,3-butanodiol
El valor de ∆Hm corresponde a la entalpía molar para el cambio de fase de los alcoholes, identificando que, en este caso, el alcohol alílico es el más volátil debido a que su cambio de entalpía es inferior al del 1,3-butanodiol. 
Para la construcción de la gráfica de T vs. x,y consideramos una presión de trabajo de 760 mmHg según lo indicado por la tutora, por lo tanto se tienen los siguientes datos:
	Presión (mmHg)
	Temperatura (°C)
	
	1,3-Butanodiol
	Alcohol Alílico
	760
	207
	97
Seleccionamos 4 puntos entre la temperatura de 97 y 207 °C para la construcción de la gráfica, teniendo los siguientes puntos
	Temperatura de Ebullición de la Mezcla (°C)
	97
	117
	157
	177
	197
	207
Convertimos de °C a K y calculamos el inverso de la temperatura
	Temperatura de Ebullición de la Mezcla (°C)
	Temperatura de Ebullición de la Mezcla (K)
	Inverso de Temperatura
	97,00
	370,15
	0,00270
	117
	390,15
	0,00256
	157
	430,15
	0,00232
	177
	450,15
	0,00222
	197
	470,15
	0,00213
	207,00
	480,15
	0,00208
Con la información, calculamos el logaritmo de la presión en base a cada uno de los alcoholes evaluados, considerando sus ecuaciones de la recta, las cuales son:
	Inverso de Temperatura
	LnP en base al 1,3-Butanodiol
	LnP en base al Alcohol Alílico
	0,00270
	2,93407
	6,99743
	0,00256
	3,86207
	7,85820
	0,00232
	5,45918
	9,33962
	0,00222
	6,15130
	9,98160
	0,00213
	6,78453
	10,56896
	0,00208
	7,08136
	10,84430
Haciendo uso de euler, despejamos el logaritmo natural de la presión, para así obtener la presión de vapor de cada alcohol
	Inverso de Temperatura
	LnP en base al 1,3-Butanodiol
	LnP en base al Alcohol Alílico
	Presión Vapor en base al 1,3-Butanodiol (mmHg)
	Presión Vapor en base al Alcohol Alílico (mmHg)
	0,00270
	2,93407
	6,99743
	18,80
	1093,82
	0,00256
	3,86207
	7,85820
	47,56
	2586,87
	0,00232
	5,45918
	9,33962
	234,90
	11380,10
	0,00222
	6,15130
	9,98160
	469,32
	21624,94
	0,00213
	6,78453
	10,56896
	884,06
	38908,34
	0,00208
	7,08136
	10,84430
	1189,59
	51241,00
Calculamos la fracción molar del compuesto líquido con la presión de vapor de cada uno de los alcoholes, sabiendo que la presión de trabajo es de 760 mmHg. Debemos considerar que el alcohol más volátil es el alcohol alílico y el menos volátil es el 1,3-butanodiol.
Para tal fin, tenemos los siguientes resultados de la fracción molar de alcohol bencílico en líquido. 
	Temperatura Ebullición Mezcla (°C)
	Presión Vapor en base al 1,3-Butanodiol (mmHg)
	Presión Vapor en base al Alcohol Alílico (mmHg)
	x
	97
	18,80
	1093,82
	0,31052
	117
	47,56
	2586,87
	0,71944
	157
	234,90
	11380,10
	0,95289
	177
	469,32
	21624,94
	0,98626
	197
	884,06
	38908,34
	1,00326
	207
	1189,59
	51241,00
	1,00858
Con la fracción molar anterior, podemos calcular ahora la fracción molar del compuesto gaseoso. 
	Temperatura Ebullición Mezcla (°C)
	Presión Vapor en base al 1,3-Butanodiol (mmHg)
	Presión Vapor en base al Alcohol Alílico (mmHg)
	x Líquido
	y Gaseoso
	97
	18,80
	1093,82
	0,31052
	0,00768
	117
	47,56
	2586,87
	0,71944
	0,04502
	157
	234,90
	11380,10
	0,95289
	0,29452
	177
	469,32
	21624,94
	0,98626
	0,60905
	197
	884,06
	38908,34
	1,00326
	1,16704
	207
	1189,59
	51241,00
	1,00858
	1,57868
Obtenemos entonces la gráfica en función del alcohol alílico, como componente más volátil
Ahora, realizamos la gráfica en función del componente más volátil.
a. El primer punto de la actividad indica que se tiene:
Compuesto menos volátil 1,3-butanodiol = 100 mL + 79 mL = 179 mL
Compuesto más volátil Alcohol Alílico = 100 mL
Sabemos que el para el 1,3-butanodiol su peso molecular es 90,12 g/mol y su densidad es de 1,01 g/mL. Por su parte, para el alcohol alílico su peso molecular es de 100 mL y su densidad es de 0,854 g/mL. 
Con la información anterior calculamos las moles de cada compuesto en base al volumen del ejercicio
Las moles totales son calculadas a partir de la suma de las moles de cada componente de la mezcla
Como el diagrama de T vs x,y se obtuvo en base al alcohol alílico que es el compuesto más volátil, calculamos la fracción molar del alcohol alílico en la mezcla. 
Ahora determinamos la fracción molar de la mezcla en términos del compuesto más volátil, es decir, el alcohol bencílico, debido a que con este fue con el que se realizó la gráfica anterior. 
Ahora procedemos a ubicar el resultado en el diagrama obtenido anteriormente, para así determinar las temperaturas del líquido, mezcla y destilado
Si sabemos que según la gráfica la temperatura del destilado es de 215 °C, podemos señalar la fracción molar de cada uno de los componentes a esa temperatura. 
La fracción del destilado fue determinada mediante la extrapolación de la gráfica, dado de no hay presencia de un punto de corte con la fracción molar determinada. 
Ahora, con la gráfica podemos determinar la composición del residuo y destilado, considerando que la temperatura del destilado es de 229 °C. 
b. Para poder determinar si en la mezcla existe un azeótropo debemos saber que un azeótropo se identifica visualmente debido a que es un punto en el diagrama de la mezcla en el que tanto la composición de vapor, como la de líquido es la misma, es decir, un punto donde ambos valores se intersecan y que continúan su trayecto. En este caso, el azeótropo se puede encontrar a una fracción de 1 y una temperatura aproximada de 218 °C, debido a que las dos líneas en este punto se unen y además continúan su recorrido. 
	Conclusión:
¿Qué concluye de los resultados y datos tratados? sea amplio en la explicación
Del ejercicio podemos determinar que el alcohol más volátil es el alcohol alílico, debido a que tiene una variación de entalpía de cambio de fase inferior al del 1,3-butanodiol, por lo tanto, las gráficas fueron obtenidas a partir de este compuesto y quiere decir que, durante la destilación, este será el componente que se recuperará inicialmente. 
Durante la separación, podemos encontrar que a una temperatura aproximada de 206,6 °C se encontrará el residuo, a 210,8 °C se encontrará la mezcla y finalmente a 215 °C se encontrará el destilado, debido a que la línea superior corresponde a los valores de y, mientras que la línea inferior corresponde a los valores de x. 
Por su parte, podemos encontrar que a la temperatura de destilación la fracción molar del residuo será igual a 0,4, la de la mezcla será de 0,7 y la del destilado será de 0,99 aproximadamente. El resultado indica que evidentemente la fracción que se encontrará más presente será la del destilado en función del alcohol más volátil que es el alcohol alílico. 
Podemos finalmente, encontrar que en la gráfica puede haber la presencia de un azeótropo a aproximadamente 218 °C y una fracción molar de 1, debido a que en este punto las líneas se intersecan, continúan y pueden cerrarse a fracciones molares superiores, por lo tanto, a las condiciones de temperatura y fracción molar indicadas es posible que haya una coexistencia entre la fase líquida y la fase gaseosa de la mezcla.
	Estudiante 4
	Nombre estudiante:
	Desarrollo gráfico y numérico (con explicación paso a paso):
1er Alcohol seleccionado: ____________
2do Alcohol seleccionado: ____________
Ubicación geográfica: ____________
Temperatura ambiental promedio:____________
Presión atmosférica promedio: ____________
	Conclusión:
¿Qué concluye de los resultados y datos tratados? sea amplio en la explicación
	Estudiante 5 
	Nombre estudiante:
	Desarrollo gráfico y numérico (con explicación paso a paso):
1er Alcohol seleccionado: ____________
2do Alcohol seleccionado: ____________
Ubicación geográfica: ____________
Temperatura ambiental promedio: ____________
Presión atmosférica promedio: ____________
	Conclusión:
¿Qué concluye de los resultados y datos tratados? sea amplio en la explicación
Tabla 4. Desarrollo del ejercicio 4 (Individual)
	Estudiante 1
	Nombre estudiante: Viviana María Bolívar Barranco
	Desarrollo gráfico y numérico (con explicación paso a paso):
	Análisis de resultados:
	Estudiante 2
	Nombre estudiante: Andrea Arteaga Llorente
	Desarrollo gráfico y numérico:
Ubicamos cada punto en el diagrama de fases ternario
En el orden de elección de los alcoholes del ejercicio 2, elegir un experimento del Anexo 2.1- Paso 3 con el título equilibrio ternario de fases liquidas.
	Experimento 
	Glicerol 
	1-butanol
	Agua
	1
	
	
	
Convertimos g a %
	Análisis de resultados:
Al ubicar los puntos correspondientes a los tres componentes en un diagrama ternario, podemos observar que la composición resultante se encuentra dentro de una única fase. Esto significa que, en la mezcla representada por estos puntos, no hay separación en diferentes capas o fases líquidas, sólidas o gaseosas, es decir, los componentes se han mezclado homogéneamente, lo que sugiere que no hay una segregación significativa de ninguno de los componentes en estados diferentes dentro de la mezcla.
	Estudiante 3
	Nombre estudiante: Yesica Paola Diaz Quintero
	Desarrollo gráfico y numérico (con explicación paso a paso):
Considerando los datos brindados en el anexo de la fase en curso, los cuales son:
	Fase orgánica (%)
	Fase acuosa (%)
	Glicerol
	1- butanol
	Agua
	Glicerol
	1 - butanol
	Agua
	8,00
	86,50
	5,50
	9,00
	5,40
	85,60
	12,80
	81,00
	6,20
	12,20
	6,30
	81,50
	17,40
	75,60
	7,00
	15,00
	6,00
	79,00
	21,50
	70,50
	8,00
	18,50
	6,30
	75,20
	24,60
	67,20
	8,20
	21,80
	7,20
	71,00
	28,00
	63,00
	9,00
	23,80
	7,80
	68,40
	30,40
	60,00
	9,60
	26,50
	8,20
	65,30
	34,00
	55,00
	11,00
	28,80
	10,20
	61,00
	35,80
	52,00
	12,20
	30,20
	9,80
	60,00
	40,60
	44,00
	15,40
	35,40
	13,00
	51,60
	Fase Pesada
	Fase Ligera
Podemos construir la curva de solubilidad del equilibrio ternario, siendo:
El ejercicio seleccionado nos destaca la siguiente composición de la mezcla, en donde al valor del glicerol se le añadió 9 unidades correspondientes al último digito del número de identificación:
	Experimento 
	Composición de mezcla (g)
	
	Glicerol
	1- butanol
	Agua
	3
	26,49
	11,01
	19,50
Al sumar los tres componentes tenemos el peso total de la mezcla, siendo:
Consideramos entonces a 57 g como el 100 % de la mezcla, por lo tanto, podemos obtener el porcentaje dividiendo el peso de cada componente sobre el total de la mezcla y multiplicarlo por 100. 
	Experimento 
	Composición de mezcla (%)
	
	Glicerol
	1- butanol
	Agua
	3
	46,47
	19,32
	34,21
Corroboramos que la suma de los 3 componentes de igual a 100
Ubicamos el punto del experimento en el diagrama de solubilidad
El punto identificado se encuentra fuera del diagrama de solubilidad, o por encima del diagrama obtenido, por lo tanto, podemos señalar que el compuesto se encuentra en una sola fase. 
	Análisis de resultados:
Al obtener el diagrama de fases ternario para las mezclas evaluadas en el ejercicio podemos identificar que para el caso del experimento 2, la mezcla se encuentra en una sola fase en donde sus componentes de glicerol, 1-butanol y agua serán 46,47, 19,32 y 34,21 %, respectivamente. Los resultados de identificación señalan que la mezcla, por lo tanto, es homogénea y no hay separación notoria de las fases. 
	Estudiante 4
	Nombre estudiante:
	Desarrollo gráfico y numérico (con explicación paso a paso):
	Análisis de resultados:
	Estudiante 5
	Nombre estudiante:
	Desarrollo gráfico y numérico (con explicación paso a paso):
	Análisis de resultados:
Nota: Emplear normas APA séptima edición para las referencias de artículos, libros, páginas web, entre otros. Para más información consultar: https://repository.unad.edu.co/static/pdf/Norma_APA_7_Edicion.pdf 
SólidoLíquidoGasFluido Supercrítico
y = -6700,8x + 21,037R² = 0,990,000001,000002,000003,000004,000005,000006,000007,000008,000000,002000,002200,002400,002600,002800,003000,00320LnPInverso Temperatura (1/K)Gráfica de la Ecuación de Clausius-Clapeyron de P-T para el 1,3-butanodiol
y = -6215,4x + 23,789R² = 0,94530,000001,000002,000003,000004,000005,000006,000007,000008,000000,002600,002800,003000,003200,003400,00360LnPInverso Temperatura (1/K)Gráfica de la Ecuación de Clausius-Clapeyron de P-T para el Alcohol Alílico
2002052102152202252300,000,200,400,600,801,001,201,401,60Temperatura (�C)Fracción x,y del Alcohol AlílicoDiagrama de T vs x,y para la Mezcla 1,3-Butanodiol-Alcohol Alílico760 mmHg
2002052102152202252300,000,200,400,600,801,001,201,401,60Temperatura (�C)Fracción x,y del Alcohol AlílicoDiagrama de T vs x,y para la Mezcla 1,3-Butanodiol-Alcohol Alílico760 mmHgFracción molar = 0,42Temperatura destilado = 215 °C Temperatura mezcla = 210,8 °C Temperatura residuo = 206,6 °C 
2002052102152202252300,000,200,400,600,801,001,201,401,60Temperatura (�C)Fracción x,y del Alcohol AlílicoDiagrama de T vs x,y para la Mezcla 1,3-Butanodiol-Alcohol Alílico760 mmHgTemperatura destilado = 215 °CFracción destilado = 0,99 Fracción mezcla = 0,70Fracción residuo = 0,40
2002052102152202252300,000,200,400,600,801,001,201,401,60Temperatura (�C)Fracción x,y del Alcohol AlílicoDiagrama de T vs x,y para la Mezcla 1,3-Butanodiol-Alcohol Alílico760 mmHgAzeótropo
Componente Agua
Componente Agua
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA
 
ESCUELA (S)
 
 
 
 
Unidad 
2
 
-
 
Paso
 
3
 
–
 
Equilibrio de fases
 
Grupo en campus 
201604
_
1
 
 
 
 
Viviana María Bolívar Barranco
 
Código estudiante 1
 
Andrea Arteaga Llorente
 
Código
. 1.193.077.645
 
Yesica Paola Diaz Quintero
 
Código
. 
1.088.257.579
 
Nombre estudiante 3
 
Código estudiante 4
 
Nombre estudiante 5
 
Código estudiante 5
 
 
 
 
B
arranquilla
, 
22
 
de 
Octubre
 
del 
2023
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA 
ESCUELA (S) 
 
 
 
Unidad 2 - Paso 3 – Equilibrio de fases 
Grupo en campus 201604_1 
 
 
 
Viviana María Bolívar Barranco 
Código estudiante 1 
Andrea Arteaga Llorente 
Código. 1.193.077.645 
Yesica Paola Diaz Quintero 
Código. 1.088.257.579 
Nombre estudiante 3 
Código estudiante 4 
Nombre estudiante 5 
Código estudiante 5 
 
 
 
Barranquilla, 22 de Octubre del 2023