Desarrollo y aplicación de un modelo paramétrico para correlacionar la función de Gibbs y sus derivadas en sistemas multicomponentes

Abstract

En este trabajo se presenta un modelo matemático empírico para la función de Gibbs de exceso de un sistema multicomponente cuyas variables son la presión, la temperatura y la composición de las especies que conforman la mezcla, gE = (p, T, x). La dependencia de la composición se realiza a través de la denominada fracción activa, zi, la cual a su vez se relaciona con la fracción molar xi de los componentes de la solución y de un parámetro kij cuya determinación se indica en el trabajo. Se analiza la eficacia del modelo en base a su extensión, considerando varios casos y tres posibilidades de cálculo para el parámetro kij, lo cual da lugar a un conjunto de versiones del modelo para la correlación de datos cuyas ventajas se discuten. El modelo propuesto para la función de Gibbs de exceso adopta la expresión genérica siguiente para el caso particular de un sistema binario

donde

y permite su aplicación a un caso general de equilibrio líquido-vapor con la variación de las tres variables fundamentales p, T y xi, o bien teniendo en cuenta valores experimentales de dos ejercicios importantes , isobárico e isotérmico, que también se analizan. La derivación matemática permite obtener otras propiedades de mezcla, e incluso llevar a cabo una correlación simultánea de varias de ellas. El modelo, en sus diferentes versiones y para los casos a los que antes aludíamos, se ha aplicado a los sistemas que constituyen la Base de Datos'09 del anexo que complementa la presente memoria de tesis doctoral, con datos experimentales determinados fundamentalmente en el Laboratorio de Termodinámica de la Universidad de Las Palmas de gran Canaria y otros existentes en la literatura en un amplio rango de p y T. Los resultados obtenidos pueden considerarse aceptables.