Equilibrio Liquido-Vapor

EQUILIBRIO LIQUIDO-VAPOR

PRESIÓN SW VAPOR Y ENTALPÍA DE VAPORIZACION DEL AGUA

Introducción

El equilibrio se refiere a aquel estado de un sistema en el cual no se produce ningún cambio neto adicional. Cuando A y B reaccionan para formar C y D a la misma velocidad en que C y D reaccionan para formar A y B, el sistema se encuentra en equilibrio. El equilibrio físico es el estudio teórico de las condiciones de la coexistencia de fases de una misma sustancia y las características termodinámicas que a estos los definen y que son presión y temperatura.

La presión de vapor es la presión de un sistema cuando el sólido o líquido se hallan en equilibrio con su vapor.

Para pasar de la fase líquida a la fase de vapor se necesita una absorción de energía por parte de las moléculas líquidas, ya que la energía total de estas es menor que la de las moléculas gaseosas. El calor absorbido por un líquido para pasar a vapor sin variar su temperatura se denomina calor de vaporización. Se suele denominar calor latente de vaporización cuando nos referimos a un mol.

La ecuación Clausius-Clapeyron es una forma de caracterizar el cambio de fases entre un líquido y el sólido. En un diagrama de presión contra temperatura, la línea que separa ambos estados se conoce como curva de coexistencia. La relación de Clausius Clapeyron da la pendiente de dicha curva.

Matemáticamente se puede expresar como:

Desarrollo

Resultados

Tabla 1

Evento T/(°C) Vexp/mL T(k) Vaire/(mL) Vvap/(mL) Y(aire) Y(vapor) Pparcialaire/(mmHg) Pvapagua/(mmHg) 1/K.T lnPvap

1 73.6 16 346.75 12.6038933 3.39610671 0.78774333 0.21225667 461.617592 124.382408 0.00288392 4.82336076

2 56.6 14 329.75 11.5969674 2.4030326 0.82835481 0.17164519 485.415921 100.584079 0.0030326 4.61099398

3 40.9 12 314.05 10.4371915 1.56280847 0.86976596 0.13023404 509.682853 76.317147 0.00318421 4.33489764

4 12.9 10 286.05 9.54902989 0.45097011 0.95490299 0.04509701 559.573152 26.4268485 0.00349589 3.27438048

5 0 10 273.15 10 0 1 0 586 0 0.00366099 No existe

Cálculos

Vaire=VoT/To=((16 mL)(273.15K))/346.15K=12.6038933mL

Vvapor=Vtotal-Vaire=16mL-12.6038933mL=3.39610671mL

Yaire=vaire/vtotal=12.6038933mL/16mL=0.78774333

Yvapor=vvapor/vtotal=3.39610671mL/16mL=0.21225667

Pvapor=(Yvapor)(Ptotal)=(0.21225667)(586mmHg)= 124.382408mmHg

∆〖H^o〗_vap=-(-5480.3)(8.314 J/(mol K))=45563.2142 J/mol

% Error ΔH = |〖ΔH〗_Teo-〖ΔH〗_Exp |/〖ΔH〗_Teo ×100

% Error ΔH = |40650-45563.2142|/40650 ×100 =12.0866278%

Análisis y discusión de resultados

1. Indicar qué gases se encuentran confinados en la parte superior de la probeta entre 30 ºC y

70 ºC.

Se encuentran confinados aire y vapor de agua, y a los 70° C se acumula una mayor cantidad de vapor de agua.

2. Señalar cuál es el gas dentro de la probeta cuando la temperatura es de 0°C y explicar cuál

es la utilidad de esa determinación.

Al llegar a 0°C ya no se encuentra vapor de agua sino aire , ya que esa temperatura es la temperatura de congelación del agua. Y se utiliza para calcular el volumen de agua.

3. Explicar qué tipo de relación existe entre la presión de vapor y la temperatura, de acuerdo al comportamiento que se observa en el gráfico 1. Es una relación de tipo exponencial, ya que conforme una variable aumenta la otra aumenta de forma similar y al aplicar el logaritmo natural se vuelve una recta.

4. Analizar qué tipo de relación se presenta entre el logaritmo

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