Equilibrio líquido-vapor: Raoult, Antoine y vaporización flash

Por Daniel · Actualizado el 1 de noviembre de 2026

En muchos separadores el balance de materia no basta: falta saber cómo se reparten los componentes entre el líquido y el vapor. Para mezclas ideales, la ley de Raoult y la ecuación de Antoine dan esa información.

Ley de Raoult

Para una mezcla líquida ideal en equilibrio con su vapor:

y_i · P = x_i · p*_i(T)

donde x es la fracción en el líquido, y la fracción en el vapor y p* la presión de vapor del componente puro. La razón K_i = y_i / x_i = p*_i / P dice qué tanto prefiere el componente el vapor.

Presiones de vapor con Antoine

log₁₀ p* = A − B / (T + C)

Con p* en mmHg y T en °C, para benceno (A = 6.90565, B = 1211.033, C = 220.790) y tolueno (A = 6.95464, B = 1344.8, C = 219.482). Las constantes cambian según la fuente y las unidades; usa siempre las de tu libro o tabla.

Punto de burbuja y punto de rocío

Burbuja: la temperatura a la que el líquido empieza a hervir. Se cumple Σ x_i p*_i(T) = P.
Rocío: la temperatura a la que el vapor empieza a condensarse. Se cumple Σ y_i / p*_i(T) = 1 / P.

Para benceno y tolueno al 50 % a 1 atm: burbuja = 92.1 °C (el primer vapor tiene 71.4 % de benceno) y rocío = 98.8 °C.

Vaporización flash

En un flash, la alimentación se lleva a una temperatura entre la de burbuja y la de rocío y se separa en un líquido y un vapor en equilibrio. Combinando el balance de cada componente con Raoult se obtiene la ecuación de Rachford-Rice para la fracción vaporizada V/F:

Σ z_i(K_i − 1) / [1 + (V/F)(K_i − 1)] = 0

A 95 °C y 1 atm: K_benceno = 1.549 y K_tolueno = 0.628. Resolviendo, V/F = 0.430; el líquido tiene x_B = 0.405 y el vapor y_B = 0.626. Comprobación del balance de benceno: 0.430 × 0.626 + 0.570 × 0.405 = 0.50.

Cómo resolverlo con la calculadora

Agrega un equipo «Separador flash (equilibrio)», indica la presión y la temperatura (o marca la temperatura como incógnita) y señala en Corrientes cuál salida es el vapor y cuál el líquido. La calculadora escribe una ecuación de Raoult por componente, la resuelve junto con los balances y muestra una tabla con p*, K, x y y. Si a esa temperatura no hay dos fases, lo dice en lugar de inventar un resultado.

Puedes verlo en el flash de benceno y tolueno a 95 °C y en el flash con temperatura desconocida.

Preguntas frecuentes

¿Cuándo no sirve la ley de Raoult?

Con mezclas no ideales (por ejemplo, etanol y agua) o a presiones altas. Se corrige con coeficientes de actividad o de fugacidad.

¿Qué pasa si la temperatura del flash está fuera del intervalo entre burbuja y rocío?

No hay dos fases: todo queda líquido (debajo de la burbuja) o todo vapor (arriba del rocío). Rachford-Rice da un V/F fuera de 0 a 1.

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