MODELOS PARA EL COEFICIENTE DE ACTIVIDAD
MARGULES
WILSON
UNIFAC
FLORY HUGGINS
UNIQUAC
VAN LAAR
NRTL
La ecuación de Margules modela el exceso de energía libre de Gibbs mediante un polinomio de Redlich-Kister de dos parámetros
En la forma dada aquí, las expresiones para los coeficientes de actividad son simétricas en los dos componentes, de modo que cada expresión se obtiene intercambiando los subíndices 1 y 2. Se obtiene una forma simplificada de la ecuación de Margules si los dos parámetros son iguales
La ecuación es un modelo de dos parámetros y las constantes B12 y B21 están relacionadas con los coeficientes de actividad en
dilución infinita, ( Este modelo el exceso de energía libre de Gibbs no es un polinomio en la fracción molar).
La ecuación de Wilson se basa en teorías de composición local y explica las interacciones intermoleculares entre una molécula y sus vecinas inmediatas.
las no ideales surgen de interacciones de fuerza desigual (λii ≠ λij) y de tamaños desiguales (Vi = Vj). Además de conectar el exceso de energía libre de Gibbs con las propiedades moleculares
introduce una dependencia de la temperatura del coeficiente de actividad. Los parámetros de interacción no se conocen y generalmente se tratan como parámetros ajustables, que se obtienen mediante ajuste numérico.
Esta ecuación se basa en teorías de composición local.
En esta ecuación, gij es la energía de interacción (análoga a λij de la ecuación de Wilson)
El modelo de Flory-Huggins tiene en cuenta algunos efectos importantes.
Los sistemas de polímero-disolvente se diferencian de las soluciones habituales en que un componente (polímero) es mucho más grande que
el otro (disolvente)
El disolvente cuenta con un espacio reducido, limita las formas en que una cadena puede estirarse ensolución y crea una situación en la que los segmentos de una larga cadena de polímero pueden estar interactuando con otros
segmentos de la misma cadena.
la solución no es ideal debido a la diferencia de tamaño entre el polímero y el disolvente.
Al igual que el modelo Flory-Huggins, UNIQUAC separa las contribuciones no ideales al exceso de Gibbs libre
energía en un término combinatorio y residual
El término combinatorio explica las diferencias de tamaño y forma de las moléculas y depende completamente
sobre las propiedades de los componentes puros
Este método a diferencia de todos los métodos anteriores, permite la predicción de coeficientes de actividad basados completamente en parámetros tabulados, es decir, no es necesario ajustar los parámetros.
VENTAJA : es posible calcular los coeficientes de actividad para cualquier solución, binaria o multicomponente, a partir de un
número relativamente pequeño de valores tabulados.
El coeficiente de actividad en UNIFAC se calcula sumando las contribuciones del
término combinatorio, (γC), y el término residual, (γR)
USANDO LAS SIGUIENTES ECUACIONES:
UNIFAC no puede manejar sistemas inmiscibles. Esta es una seria limitación.
El uso de UNIFAC no puede manejar sistemas en los que existen incondensables.
El uso de UNIFAC en su forma clásica no es posible para representar el comportamiento de los
polímeros ni de los electrolitos.
UNIFAC da errores muy superiores al promedio cuando se utiliza a bajas concentraciones.
DESVENTAJAS
VENTAJAS
Es aplicable a casos con diferencias en el tamaño
y forma de las moléculas, como los polímeros.
Se puede aplicar a un amplio rango incluyendo: agua, alcohol, nitrilos, aminas, esteres, cetonas,
aldehídos, hidrocarburos halogenados e hidrocarburos.
VENTAJAS
La ecuacion NRTL combina las ventajas de las ecuaciones de Van Laar y Wilson y al igual que la primera no es muy demandante en tiempos de computo
Es una exension de la ec. de Wilson y usa la mecanica estadistica y la teroria de las celdas liquidas para representar la estructira liquida.
Puede Emplearse en sistemas diluidos y en mezclas de hidrocarburos-alcohol aunque en este caso su comportamiento no sea tan bueno como el de Wilson.
VENTAJAS
Esta ecuación ofrece una buena aproximación, termodinámicamente consistente para predecir el
comportamiento de mezclas multicomponentes a partir de la regresión de datos de equilibrio binario
El método Wilson Ofrece una excelente predicción de sistemas ternarios a partir únicamente de datos binarios. En
cambio suele predecir una fase única en sistemas que se saben tiene dos fases líquidas.
VENTAJA
La ecuación es menos exigente en el calculo en términos de tiempo de CPU y representa la miscibilidad limitada tan bien como el equilibrio de 3 fases, cuando la mezcla cumple con las condiciones que asume eel modelo.
DESVENTAJA
Esta
ecuación no tiene un basamento teórico sin embargo es útil para la estimación e interpolación de datos.
Es atractiva por su sencillez pero no es aconsejable en todos los casos. Por ejemplo la ecuación de Margules, no puede representar sistemas en los que la fase líquida se separa en dos capas inmiscibles.
Para calcular la energía libre de Gibbs de exceso.