EVALUACION DEL CAMBIO DE FASE DE HIELO SECO

UNIVERSIDAD DE LOS LLANOS [pic 1]

Facultad de Ciencias Agropecuarias y Recursos Naturales

Ingeniería agroindustrial

Laboratorio Fisicoquímica

EVALUACION DEL CAMBIO DE FASE DE HIELO SECO

D. Acevedo Duque1; N. Lara Garcia2 

1. COD: 117004200 Ing. Agroindustrial
2. COD: 117004344 Ing. Agroindustrial

Facultad de ciencias agropecuarias y recursos naturales

Ingeniería Agroindustrial

Resumen: Esta práctica se basa en una serie de experimentos físicos y químicos en los que se observan las propiedades del hielo seco, para esto se observaron y analizaron mediante una serie de experimentos sin complejidad alguna, los cambios de fase que sufre el hielo seco, en el primer experimento se aplica presión mecánica al hielo seco a través de una cuchara de metal, específicamente por su parte cóncava, cuando se aplica la presión se observa el equilibrio térmico del metal con el sonido, siguiendo con la guía de trabajo  se introduce un trozo de  hielo seco a un vaso de precipitados que contiene agua con colorante y se observa un cambio de estado de solido a gaseoso, luego, se continúa con el siguiente procedimiento en el que se utilizan dos recipientes, uno con agua y otro con jabón, que se conectan mediante una manguera, el gas pasa por el recipiente hacia el recipiente con jabón para generar burbujas. Por último se analiza  el comportamiento entre hielo seco y hielo de agua sobre una hoja de papel.

Palabras clave: presión, equilibrio térmico, comportamiento

Abstract: The phase change states were observed and analyzed through a series of experiments without any complexity, the phase changes that dry ice undergoes, in the first experiment, following the work guide, a piece of dry ice is introduced into a glass of precipitates containing water with colorant and a change of state from solid to gaseous is observed, then mechanical pressure is applied to the dry ice through a metal spoon, specifically for its concave part, when the pressure is applied the equilibrium is observed heat of the metal with the sound, we continue with the following procedure in which two containers are used, one with water and the other with soap, which are connected by a hose, the gas passes through the container towards the container with soap to generate bubbles . Finally, the behavior between dry ice and water ice on a sheet of paper is analyzed.

Keywords: pressure, thermal equilibrium, behavior

OBJETIVOS

• Comprender y aplicar los fundamentos de los cambios de fase.
• Analizar el comportamiento de cambio de fases del hielo seco.
• Observar y analizar el punto triple del hielo seco.

1. INTRODUCCION

Se llama hielo seco o nieve carbónica al dióxido de carbono (CO2) en estado sólido. Recibe este nombre porque, pese a parecerse al hielo normal o a la nieve por su aspecto y temperatura, cuando se sublima no deja residuo de humedad porque su base no es agua y su estado natural es gaseoso incluso a temperaturas ambientales bajas. Tiene una temperatura de sublimación de −78.5 °C (a una atmósfera de presión). Fue descubierto por el químico francés Charles Thilorier en 1835. El hielo seco tuvo su primer uso en el mercado casi 100 años más tarde, en 1925, cuando los dispositivos aéreos Priest con sede en Nueva York utilizaron el compuesto en extintores. Con el paso de los años, la gente empezó a encontrar más usos para el hielo seco.  (Thilorier, 1835)

El hielo seco es en realidad dióxido de carbono congelado, el gas que exhalamos. Se necesitan temperaturas increíblemente frías para congelar el dióxido de carbono y, a cualquier temperatura superior a -109,5 grados Fahrenheit, el hielo seco se sublimará, lo que significa que cambia directamente de sólido a gas.Se debe tener precaución a la hora de la manipulación puesto que puede causar quemaduras por frio. Se reconocen los fundamentos de los cambios de fase, y se analiza el comportamiento de hielo seco en ese punto mediante una serie de experimentos realizados con jabón. Añadiendo colorante y encerrando el gas en una botella, finalmente se observan los cambios físicos que presenta. (Carl, 2001)

1. MARCO TEORICO

Se conoce con el nombre de hielo seco al dióxido de carbono (CO2) en estado sólido que, a presión atmosférica, se encuentra a una temperatura de -78,5 pc. Se obtiene normalmente a partir del gas generado como subproducto de otros procesos industriales, como plantas de combustión o reacciones de fermentación. Su calificativo se debe a que, al ceder sus frigorías, el CO2 sólido se sublima sin generar líquido, agua o humedad de ningún tipo. De hecho, al sublimarse se genera una atmósfera saturada de dióxido de carbono que, al ser un gas seco, tiende a reducir el grado de humedad en el ambiente. Esta característica es muy interesante cuando se trata de conservar productos sensibles a la humedad. Cuando el hielo seco intercambia su frío latente con el medio circundante, se transforma de sólido a gas sin pasar por estado líquido: este proceso de transformación se denomina sublimación.

• Sublimación de hielo seco a temperatura ambiente

Las moléculas de un sólido están densamente empaquetadas y hay poco movimiento. Sin embargo, los gases son lo contrario. Se mueven más rápido y las moléculas se dispersan. Cuando el dióxido de carbono se sublima, las moléculas de dióxido de carbono se esparcen y salen rápidamente del recipiente. La burbuja de jabón en la parte superior del recipiente actúa como una barrera, atrapando el dióxido de carbono. A medida que el dióxido de carbono se expande, la burbuja se hace más grande. Si comienza con más hielo seco, habrá más dióxido de carbono para convertir en gas, por lo que debería haber visto una burbuja más grande cuando utilizó cuatro trozos de hielo seco en lugar de dos. (Heinz-Wolfgang, 2008)[pic 2][pic 3]

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