Diagrama de fases líquido-vapor en sistemas de dos componentes | | UPV

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https://www.youtube.com/watch?v=7sgUTZWXGug

Sintesi

TLDRO vídeo aborda a resolução de problemas com diagramas de fases líquido-vapor em sistemas de dois componentes. Utilizando um exemplo, o vídeo instrui sobre como determinar a composição e quantidade de cada fase (líquido e vapor) presentes no sistema. Inicia-se identificando o estado do sistema no diagrama através da temperatura e fração molar, segue-se lendo a composição de cada fase no diagrama. Posteriormente, quantifica-se a quantidade de cada fase usando a regra da alavanca e resolve-se um sistema de equações. Finalmente, calcula-se a quantidade de moles de cada componente em cada fase.

Punti di forza

  • 📈 Uso de diagramas de fases para analisar sistemas de dois componentes.
  • 🔍 Identificação do estado do sistema através de temperatura e fração molar.
  • 📏 Método para leitura e interpretação de diagramas.
  • ⚖️ Aplicação da regra da alavanca para quantificação das fases.
  • 🔄 Resolução de sistemas de equações para obter composições.
  • 🧮 Cálculo de frações molares e distribuições em fases.
  • 📊 Importância dos dados iniciais para resolver equações.
  • 📘 Conceito de equilíbrio entre fases líquida e vapor.

Linea temporale

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    Neste vídeo, aborda-se a resolução de problemas relacionados a diagramas de fases líquido-vapor em sistemas binários, como no caso apresentado, onde o sistema contém três mols de A e um mol de B, e está a uma temperatura T1. Inicialmente, calcula-se a fração molar de A, que é 0,75, para traçar uma linha vertical no diagrama. Determina-se que o sistema está em equilíbrio com duas fases (líquida e vapor). Em seguida, determinam-se as composições das fases usando o diagrama, com frações molares de A no líquido e vapor como 0,17 e 0,92, respectivamente. O próximo passo é quantificar as fases usando a regra da alavanca, e resolver o sistema de equações para encontrar os mols em cada fase, finalmente calculando os mols de A e B em cada uma delas.

Mappa mentale

Video Domande e Risposte

  • O que é um diagrama de fases líquido-vapor?

    É uma representação gráfica que mostra sob quais condições de temperatura e composição um sistema de dois componentes estará em fase líquida, em fase vapor ou em equilíbrio entre as duas.

  • Como se calcula a fração molar a partir de moles de substâncias?

    Divide-se o número de moles de uma substância pelo total de moles presentes no sistema.

  • O que representa a regra da alavanca usada no vídeo?

    A regra da alavanca permite quantificar as proporções das fases líquida e vapor em um sistema em equilíbrio.

  • Como identificar o estado de um sistema em um diagrama de fases?

    Localizando o ponto correspondente à fração molar e temperatura atuais do sistema no diagrama.

  • Qual é o passo inicial para resolver problemas com diagramas de fases?

    O passo inicial é identificar o estado do sistema, determinando a fração molar e a temperatura.

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    diagrama de fases líquido vapor en
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    sistemas de dos
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    componentes en este vídeo nos planteamos
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    como objetivo que llegues a ser capaz de
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    resolver problemas típicos que impliquen
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    el manejo de diagramas de fases en
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    sistemas de dos componentes vamos a
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    resolver este problema fíjate que se nos
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    dice que el sistema de la figura se
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    encuentra a una temperatura t sub un Y
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    contiene tres moles de a y un mol de B
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    Se nos pregunta que debemos calcular el
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    número de moles de a y b presentes en
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    cada fase Para ello se nos da este
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    diagrama donde en función de la
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    temperatura y en función de la
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    composición de nuestro sistema en
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    términos de fracción molar de a podemos
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    ver si el sistema se encuentra
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    totalmente En fase vapor totalmente En
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    fase líquida o si tenemos equilibrio de
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    dos fases líquido y vapor El Paso
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    inicial para resolver este problema
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    Sería Ubicar en este agama un punto que
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    indique el estado del sistema para ello
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    necesitamos conocer el valor de las dos
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    coordenadas que caracterizan el estado
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    de nuestro sistema en este caso la
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    temperatura y la fracción molar de a por
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    un lado en el enunciado se nos dice que
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    el sistema se encuentra a temperatura
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    ts1 Por lo cual trazarías una línea
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    horizontal en ese valor por otro lado en
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    cuanto a la fracción molar no se nos da
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    directamente pero sí que se nos dice que
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    en el sistema hay tres moles de a y un
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    mol de B a partir de esos datos podemos
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    calcular la fracción molar de a que
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    sería
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    075 ahora Necesitamos ubicar este 075 en
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    este eje sabiendo que la fracción molar
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    de a se mueve entre el valor cer0 que
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    estaría aquí a la izquierda y el valor
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    uno que estaría aquí a la derecha para
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    poder ubicar ese valor pues cogerías una
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    regla La pondríamos en aquí en el
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    diagrama y bueno como ves en esta
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    simulación tendríamos una una anchura
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    del diagrama de 12 cm en el 9 Entonces
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    es donde tendríamos el 75 por de esa
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    anchura Así que aquí en el centímetro 9
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    como podemos ver hemos hecho una marca
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    hemos dicho que aquí tendríamos la
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    fracción molar
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    075 Y a partir de aquí trazarías una
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    línea vertical para encontrarse con la
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    otra línea horizontal que habíamos
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    trazado antes y poder ubicar el el punto
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    que está describiendo el estado del
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    sistema
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    puesto que ese punto ha caído en la zona
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    donde eh se nos di que tenemos líquido y
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    vapor podemos afirmar que un sistema con
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    esta fracción molar de a y a la
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    temperatura t sub un tendrá dos fases en
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    equilibrio líquido y
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    vapor el siguiente paso sería hallar la
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    composición de las dos fases presentes
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    hallar la fracción molar de a en el
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    líquido y en el vapor y para ello lo que
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    tenemos que hacer es leer en el diagrama
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    lo lo que estaríamos haciendo sería
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    trazar una línea horizontal que pase por
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    este punto que describe el estado de
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    nuestro sistema y con ello estaríamos
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    afirmando que nuestro sistema se
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    encuentra a esta temperatura y
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    estaríamos haciendo dos cortes cada uno
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    de ellos En una de las curvas que están
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    relacionando la temperatura del sistema
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    con la
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    composición así pues
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    leíamos estos dos extremos de esta línea
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    horizontal la fracción molar de a en el
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    líquido y en el vapor para poder saber
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    qué valor corresponde a cada uno de
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    estos dos puntos de nuevo utilizaríamos
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    la regla y afirmaríamos que esta
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    distancia de aquí 2 cm dividida entre la
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    anchura del diagrama sería la fracción
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    molar de a en el líquido que da
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    0,17 eso quiere decir que en el líquido
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    que tenemos presente de cada 100
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    moléculas 17 son de a y el resto serían
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    moléculas de B en cuanto a la fase vapor
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    pues cogerías 11 cm los dividíamos los
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    dividirías entre 12 y así tendríamos la
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    fracción molar de a en el vapor que nos
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    daría
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    0,92 Entonces en este segundo paso
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    recapitulando eh hemos eh hemos dicho
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    que teníamos líquido y vapor lo hemos
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    dicho en El Paso anterior y ahora en
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    este segundo paso hemos leído la
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    composición de las dos fases hemos dicho
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    que que la fracción molar de en el
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    líquido tiene este valor y en el vapor
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    tiene este otro vapor el siguiente paso
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    es cuantificar en este tercer paso Vamos
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    a hallar cuánto líquido hay y cuánto
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    vapor hay en términos de números número
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    de moles para poder cuantificar debemos
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    utilizar esta ecuación que recibe el
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    nombre de regla de la palanca donde como
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    puedes ver Aparecen las dos incógnitas
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    cuyo valor nos planteamos eh obtener
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    como ves el resto de de de valores que
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    aparecen en esta ecuación corresponden a
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    datos que ya tenemos esto sería la
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    fracción Mola Global en el sistema y
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    aquí tenemos las fracciones molares de a
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    en el líquido y en el vapor son datos
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    que hemos obtenido previamente fíjate
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    entonces en que tenemos una ecuación y
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    dos incógnitas con lo cual esta ecuación
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    por sí misma eh No sería suficiente para
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    poder resolver ver eh el valor de estas
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    dos incógnitas necesitamos completarla
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    con una segunda ecuación para formar un
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    sistema de ecuaciones esa segunda
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    ecuación tiene relación con los datos
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    que tenemos en el enunciado ya que
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    podemos afirmar que el número de moles
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    de líquido que hay en nuestro sistema
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    más el número de moles de vapor sería el
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    total de materia que tenemos en nuestro
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    sistema que en este problema Sería 4
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    moles tres moles de a y un mol de B una
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    vez se resuelve el sistema de ecuaciones
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    tendríamos estos resultados numéricos
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    para el número de
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    moles presentes en fase líquida y En
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    fase vapor hemos averiguado Entonces el
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    número de moles de líquido y de vapor
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    que hay presentes en nuestro
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    sistema por último nos quedaría calcular
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    el número de moles de a y de B en cada
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    fase para ello partiría de los datos que
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    acabamos de obtener sabemos que el
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    número de moles de líquido es 091 y de
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    vapor tenemos este otro resultado y
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    puesto que conocemos la fracción molar
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    de a en cada una de las dos fases
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    solamente nos quedaría hacer una
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    multiplicación para Hallar el número de
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    moles de a presente en el líquido y por
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    diferencia sabríamos el de b y en el
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    vapor operaría de la misma manera
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    entonces finalmente hemos averiguado
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    como se nos pedía en el enunciado el
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    número de moles de a y de B presentes en
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    cada fase
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