Practica 4

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL.

UNIDAD PROFESIONAL “ADOLFO LÓPEZ MATEOS”.

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA.

INGENIERÍA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA.

ACADEMIA DE QUÍMICA

QUÍMICA APLICADA

PRÁCTICA DE LABORATORIO: INFLUENCIA DE LA PRESIÓN SOBRE LA TEMPERATURA DE EBULLICIÓN.

Grupo: 2CV6

INTEGRANTES:

PEREZ LUGO DANIEL

DELA CRUZ RODRIGUEZ JESÚS

HERNÁNDEZ SOTO ÁLVARO JAVIER

CRUZ MARTÍNEZ LUIS ALBERTO

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 del vapor y compararla con la temperatura experimental respectiva.

DESARROLLO TEÓRICO:

La cantidad de calor absorbido en el cambio de líquido a vapor es el calor de °K vaporación. Un hecho evidente e importante con respecto a las fases condesadas es que las fuerzas intermoleculares mantienen a las moléculas unidas. La vaporización de un líquido exige que las moléculas venzan contra las fuerzas intermoleculares. La energía requerida se mide cuantitativamente por medio cel calor de vaporización. Los líquidos compuestos de moléculas caracterizadas por fuerzas intensas que actúan entre sí tienen altos calores de vaporización mientras que los compuestos por moléculas que tienen fuerzas

débiles de interacción tienen bajos calores de vaporización.

Presión a vapor: La presión desarrollada es la presión de vapor liquido, que es una propiedad característica del mismo, y aumenta rápidamente con la temperatura. La temperatura a la cual la presión de vapor se hace liquido se hace igual a 1 atm es la temperatura de ebullición normal del mismo. Incluso a temperaturas bajas, una fracción de moléculas del liquido tienen, debido a la distribución de energías, energías que exceden las fuerzas cohesivas del liquido. El resultado se manifiesta en un rápido aumento de la presión del vapor con el aumento de la temperatura. Este argumento es válido para sólidos volátiles.

Un método conveniente para determinar el calor de vaporización de un líquido es medir su presión de vapor a varias temperaturas. Después de dibujar los datos experimentales se mide la pendiente de la línea y a partir de este valor se calcula a Q.

La presión de vapor de un líquido es constante a una temperatura dada, pero aumenta si lo hace la temperatura hasta el punto crítico del líquido. Por encima de la temperatura critica, no existe ya líquido, y por tanto no tiene validez el concepto de presión de vapor saturada. Por encima de la temperatura critica la tendencia de escape de moléculas es tan elevada que ninguna presión aplicada es suficiente para mantenerla unidas a un liquido, y toda la masa persiste como gas.

Hay un ascenso lento

a bajas temperaturas y luego uno muy rápido por aumento de la pendiente de las curvas.

Esta variación de la presión es la presión de vapor con la temperatura y matemáticamente se expresa con la ecuación de Clausius-Clapeyron. Para transición de líquidos a vapor P es la presión a la temperatura T, ∆H=∆Hv y el calor de vaporización de un peso dado en un liquido, y V1=V1 el volumen del liquido, mientras que V2=Vg es el volumen del mismo peso de vapor. En consecuencia la ecuación de Clausius-Clapeyron puede escribirse así:

dP/(dT )=∆Hv/(T(Vg-V1))

Para poder integrarla es necesario que ∆Hv calor de vaporización molar, se conozca como una función de la temperatura. Si suponemos como una aproximación, sin embargo, que en todo el intervalo problema ∆Hv permanece constante, la integración conduce a :

ln⁡〖P=〗 ∆Hv/R ∫▒〖dT/T^(2 ) + °C〗

=-∆Hv/R (1/T)+ °K

El calor de vaporización se obtiene en calorías por mol cuando el valor R se usa en calorías por mol y por grado es decir: R=1.987, y así obtenemos un valor promedio del calor de vaporización en el intervalo de temperaturas consideradas. Para la presión de vapor es esencial establecer con claridad si P se expresa en atm, milímetros de Hg u otra unidad. Otra forma se obtiene por integración entre límites P1 y P2 que corresponden a las temperaturas T1 y T2. Entonces

∫_P1^P2▒〖d ln⁡〖P=∆Hv/R ∫_T1^T2▒dT/T^2 〗 〗

enP2/P1=∆Hv/R[-1/T ]_T1^T2

=∆Hv/R[(T2-T1)/T1T2]

Los calores de vaporización son medibles también directamente de un calorímetro, por condensación de un peso definido de vapor, y observado el ascenso de temperatura del calorímetro, o proporcionando al liquido una cantidad definida de energía eléctrica y midiendo el peso del liquido vaporizado. El calor de vaporización de un líquido, disminuye en general con el aumento de temperatura y se hace cero en la temperatura critica. Los calores de vaporización de algunos líquidos difieren ampliamente, así sucede con el agua que es anormalmente alto.

El punto de ebullición de los líquidos el punto de ebullición normal de un liquido, es la temperatura a la cual su presión de vapor es igual a 760 mmHg o 1atm. Un líquido puede hervir a cualquier temperatura que varía entre su punto de congelación y la temperatura crítica simplemente al elevar o hacer descenso de la presión externa que actúa sobre el mismo. El punto de ebullición, se caracteriza por la formación de burbujas de vapor dentro de un liquido, que se elevan y escapan a la fase de vapor. El cambio en un punto de ebullición producido por una variación de presión se calcula con la ecuación de Clausius-Clapeyron. Si se conoce ∆Hv de un liquido y si T1 es su punto de ebullición a la presión P1; T2 el punto de ebullición a la presión P2, si no conocemos a ∆Hv puede evaluarse con la regla de Trouton que establece

∆Hv/Tb=ctc

Otra

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