INFORME 7 la presión de vapor de un componente puro y de una mezcla de líquidos

1. RESUMEN

La práctica tuvo por finalidad determinar la presión de vapor de un componente puro y de una mezcla de líquidos, haciendo uso de las ecuaciones de presión de vapor como la Ley de Raoult y la Ecuación de Antoine y datos obtenidos en el desarrollo de la práctica.

Se utilizaron dos muestras: agua potable y alcohol (mezcla de etanol – agua), las cuales fueron sometidas a procedimientos puntuales para determinar su presión de vapor a diferentes temperaturas.

Palabras clave: presión, presión de vapor.

1. INTRODUCCIÓN

1. Objetivo

Tiene por finalidad determinar la presión de vapor para componente puros y mezclas de líquidos.

1. Presión de Vapor: Es la presión a la que a cada temperatura las fases: líquida y vapor se encuentran en equilibrio; su valor es independiente de las cantidades de líquido y vapor presentes mientras existan ambas. En la situación de equilibrio, las fases reciben la denominación de líquido saturado y vapor saturado.

1. Fracción molar: La Fracción Molar es una forma de medir la concentración que expresa la proporción en que se encuentra una sustancia respecto a los moles totales de la disolución. Se determina con la siguiente ecuación:

[pic 1]

1. Moles: El mol es la unidad utilizada para expresar la cantidad de una determinada sustancia en el Sistema Internacional de unidades (SI), el resultado de expresar la masa atómica de un elemento o la masa molecular de un compuesto en gramos. El número de moles se determina con:

[pic 2]

1. Densidad: es la cantidad de materia (masa) que tiene un cuerpo en una unidad de volumen.

[pic 3]

1. Ley de Raoult: Esta ley relaciona las presiones de vapor de una solución y se manifiesta de la siguiente manera:

[pic 4]

Donde, X: Fracción molar

1. Ecuación de Antoine: Se usa para determinar la presión de vapor de diferentes sustancias:

[pic 5]

Dónde: p*: Presión de vapor en mm de Hg

         T: temperatura en grados Kelvin

A, B, C: constantes.

1. Grados Gay – Lussac: Es la medida de alcohol contenida en volumen.

1. MATERIALES Y MÉTODOS

1. Materiales y/o Equipos

• Agua potable
• Alcohol etílico
• Equipo de presión de vapor
• Densímetro
• Balón de base plana
• Vasos de precipitados
• Probeta de 100 ml

1. Métodos

3.2.1. primera experiencia

• Para el agua

La experiencia realizada en un medidor de presión de vapor consistió en verter 100 de agua de grifo a un balón de base plana (que corresponde al medidor de presión de vapor) para medir la presión de vapor correspondiente. Los datos obtenidos se registran en la Tabla 1.

Tabla 1. Datos obtenidos de la primera experiencia.

3.2.2. Segunda experiencia

• Para el bronce

En una probeta se vertió 100 mL de solución hidroalcohólica con el objetivo de determinar el porcentaje de alcohol que contiene la solución. Este procedimiento se desarrolló con un alcoholímetro.

Luego, se vertió la muestra en el balón de base plano y se midió la presión de vapor de la solución. Los datos correspondientes se registran en la Tabla 2.

Tabla 2. Datos obtenidos de la segunda experiencia.

1. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

• Primera experiencia

Como se puede observar en la tabla 1 la presión de vapor del agua potable se va incrementando a medida que la temperatura aumenta esto quiere decir que tanto la presión de vapor y la temperatura se encuentran en una relación directamente proporcional.

• Segunda experiencia

Como se puede observar en la tabla 2 la muestra de alcohol etílico no contiene el 100 % de etanol debido a que esta muestra es una mezcla hidroalcohólica que tiene 72 % de etanol y 28 % de agua.  De igual forma la presión de vapor y la temperatura se encuentran en una relación directamente proporcional ya que si la presión de vapor aumenta la temperatura también aumenta y viceversa.

1. CUESTIONARIO

Haga un análisis de los resultados obtenidos y responda a las siguientes preguntas.

1. Con los datos obtenidos para la muestra de agua y alcohol etílico realice una gráfica de presión de vapor en función de la temperatura.

• Para el agua

[pic 6]

Figura 1. Representa la gráfica la presión de vapor del agua en función de su temperatura. Fuente:

                       Elaboración propia

• Para la mezcla etanol – agua

[pic 7]

Figura 2. Representa la gráfica la presión de vapor del alcohol etílico en función de su temperatura. Fuente:

                       Elaboración propia

1. Calcule la presión de vapor del agua y del etanol a las diferentes temperaturas de trabajo utilizando la ecuación de Antoine y compare los resultados con los resultados obtenidos en el laboratorio.

• Para el agua

Tabla 3

• Utilizando la ecuación de Antoine:

[pic 8]

Reemplazando los datos tenemos:

• Para 19.75 ºC = 292.75 K

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

[pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

• Para 21.40 ºC = 294.4 K

[pic 15]

[pic 16]

[pic 17]

[pic 18]

[pic 19]

[pic 20]

• Para 22.37 ºC = 295.37 K

[pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

[pic 24]

[pic 25]

[pic 26]

• Para 23.44 ºC = 296.44 K

[pic 27]

[pic 28]

[pic 29]

[pic 30]

[pic 31]

[pic 32]

• Para 24.37 ºC = 297.37 K

[pic 33]

[pic 34]

[pic 35]

[pic 36]

[pic 37]

[pic 38]

• Para 25 ºC = 298 K

[pic 39]

[pic 40]

[pic 41]

[pic 42]

[pic 43]

[pic 44]

Tabla 4

...