PRACTICA No 4
INFLUENCIA DE LA PRESIÓN SOBRE EL PUNTO DE EBULLICIÓN
OBJETIVO: Determinar experimentalmente la temperatura de ebullición del agua a diferentes presiones. Comprobar la ecuación de Clausius-Clapeyron mediante el cálculo de la temperatura correspondiente a las diferentes presiones de vapor y temperatura experimental respectivamente.
CONSIDERACIONES TEÓRICAS:MATERIAL:
1 Matraz Balón de fondo plano de 500 mL.
1 Termómetro.
1 Manómetro en “U” con Mercurio.
1 Tapón de hule bihoradado.
1 Tubo de vidrio con conexiones de hule.
1 Mechero, anillo y tele de alambre con asbesto.
1 Pinza universal.
Cuerpos de ebullición.
DATOS:
Pt = Patm + ?P
?P = ?h = h2 – h1
Desarrollo teórico
Esta presión es conocida como presión saturada devapor del liquido correspondiente. Para un liquido cualquiera la vaporización va acompañada de absorción de calor y la cantidad de este, cuando se nos da una presión y una temperatura, con las cuales se puede calentar cierto peso de liquido se conoce con el nombre de el calor de vaporización y es la diferencia de entalpía de vapor y liquido, esto es, D Hv = Hr – Hl; donde D Hv significa el calor devaporización de las variables mencionadas, estas son las entalpías de vapor y de liquido.
D Hv = D Ev + P D Vv
Cuando se miden la diferentes presiones y temperaturas de un liquido se usan varios procedimientos para medir la presión de vapor de un liquido, llamados estáticos y dinámicos. Para el primer caso antes mencionado se deja que el liquido establezca su presión de vapor sin que hayaninguna alteración, mientras que en los dinámicos el liquido hierve, ó se hace pasar una corriente inerte de gas a través del mismo. La presión ejercen las moléculas de vapor en equilibrio con el liquido mismo a, una determinada temperatura se llama presión de vapor del liquido. La presión de vapor depende de la clase del liquido, además de el liquido mismo que se emplee; a veces este depende en granmanera de la naturaleza que hay en las interacciones de las moléculas del liquido; un compuesto como el agua tiene una presión de vapor mas baja que el éter porque las moléculas de agua tienen fuerzas de atracción intermolecular mayores que las moléculas del éter.
VARIACIÓN DE LA PRESIÓN DE VAPOR CON LA TEMPERATURA
La presión de vapor de un liquido, es constante a una temperatura dada, peroaumenta si lo hace la temperatura hasta el punto crítico del liquido. Cuando se aumenta la temperatura es aumentada o mayor la porción de moléculas, estas toman la energía necesaria para hacer el cambio de liquido a vapor, y en consecuencia se precisa mayor presión para establecer un equilibrio entre el vapor y el liquido. Hay un acensuó lento a bajas temperaturas, y luego uno muy rápido como puedeobservarse como aumento de la pendiente de las curvas. Esta variación de la presión de vapor con la temperatura se expresa matemáticamente con la ecuación de Clausius-Clapeyron. Para la transición de líquidos a vapor P es la presión a la temperatura T, D H= D Hv el calor de vaporización de un peso dado de liquido, y V1 = V l el volumen del liquido, mientras que V2 = V g es el volumen del mismo perode vapor. En consecuencia, para la vaporización la ecuación de Clausius-Clapeyron puede escribirse así:
A temperatura no muy próxima a la critica V l es muy pequeña comparada con V g y puede despreciarse. Así a 100ºC, Vg del agua es 1671cc por gramo, mientras que Vi es solo 1.04 cc por gramo. Además si suponemos que el vapor se comporta esencialmente como un gas ideal, entonces Vg por mol vienedada por V g = RT/ P y la ecuación anterior se transforma en :
Esta ecuación es conocida como ecuación de Clausius-Clapeyron.
Integrando esta nos queda de la siguiente forma:
Log10 P = – D Hv / 2.303 R ( 1/ T ) + C
DESAROLLO EXPERIMENTAL
PROCEDIMIENTO:
PRIMERA PARTE.
1.- En el matraz balón coloque aproximadamente 250 mL. de agua y los cuerpos de ebullición.
2.- Monte el…
