REPORTE DE QUIMICA
JoshuanVillatoro17 de Agosto de 2014
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Universidad de San Carlos de Guatemala
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Química
Área de Química
Laboratorio de Química 4
Sección H
Impartido por: Ingeniera Alejandra Córdova
Reporte de Práctica de Laboratorio:
Cambio de Estado: Estudio del Punto de Ebullición
Sección Ponderación Nota
Resumen 10
Objetivos 5
Marco Teórico 5
Marco Metodológico 5
Resultados 15
Interpretación de resultados 30
Conclusiones 15
Bibliografía 5
Apéndice
Datos originales 1
Muestra de cálculo 5
9.3 Datos Calculados 4
Nota
Juan Carlos Rojas Castillo
Carnet: 201314496
Fecha de realización: sábado 10 de agosto del 2013
Fecha de revisión: ________________ Nota: ________ Firma________________
Índice
Resumen 1
Objetivos 2
Marco Teórico 3
Estados de la materia 3
Cambios de estado en la materia 4
Temperatura de Ebullición 4
Tipos de Errores y Porcentaje de Error 5
Marco Metodológico 6
Algoritmo del Procedimiento 6
Diagrama de Flujo 7
Resultados 8
Interpretación de Resultados 9
Conclusiones 10
Referencias Bibliográficas 10
Apéndice 11
Datos Originales (Adjunta) 11
Muestra de cálculo 11
Análisis de error 13
Datos calculados 14
Resumen
En la práctica de laboratorio se realizaron tres corridas para determinar el punto de ebullición de la acetona y el etanol.El promedio de las tres corridas del etanol y la acetona fue de76.7±0.3⁰C y 53.7±0.3⁰C respectivamente. Luego se calculó una temperatura de ebullición teórica de estas moléculas. Para lo cual primero se calculó teóricamente la presión de algunos departamentos de Guatemala, por medio de la formula barométrica, incluyendo la capital de manera se obtuvo la presión de 0.8345 atm con la que se trabajó para luego obtener por medio de la ecuación de Clausius-Clapeyron obtener un resultado teórico del punto de ebullición del etanol de 76.2⁰C y de la acetona 55.4⁰C. Al tener ya las dos medidas, una experimentalmente y la otra por medio de una fórmula, se compararon las medidas para conocer el porcentaje de error experimental. El porcentaje de error fue de 0.6% para el etanol y 3.3% para la acetona de manera que se realizó de manera certera la práctica.
Objetivos
General
Determinar la temperatura de ebullición de algunos líquidos puros.
Específicos
Corregir las temperaturas de ebullición de acuerdo con las variaciones de la presión atmosférica.
Calcular la presión atmosférica a 20 ºC de determinados departamentos.
Marco Teórico
Estados de la materia
La materia normalmente presenta tres estados o formas: sólida, líquida o gaseosa. Sin embargo, existe un cuarto estado, denominado estado plasma, el cual corresponde a un conjunto de partículas gaseosas eléctricamente cargadas (iones), con cantidades aproximadamente iguales de iones positivos y negativos, es decir, globalmente neutro.
El estado sólido se caracteriza por su resistencia a cualquier cambio de forma, lo que se debe a la fuerte atracción que hay entre las moléculas que lo constituyen; es decir, las moléculas están muy cerca unas de otras.No todos los sólidos son iguales, ya que poseen propiedades específicas que los hacen ser diferentes. Estas propiedades son:Elasticidad, Dureza, Fragilidad.
En el estado líquido, las moléculas pueden moverse libremente unas respecto de otras, ya que están un poco alejadas entre ellas. Los líquidos, sin embargo, todavía presentan una atracción molecular suficientemente firme como para resistirse a las fuerzas que tienden a cambiar su volumen.No todos líquidos son iguales. Estos poseen características de cada uno que los hacen ser distintos al resto. La capacidad del líquido para evaporarse se lo conoce como la volatilidad, la cual es una de las principales características. Por ejemplo, si se deja un perfume abierto, se podrá ver cómo con el paso del tiempo, disminuye el volumen del líquido.
En el estado gaseoso, las moléculas están muy dispersas y se mueven libremente, sin ofrecer ninguna oposición a las modificaciones en su forma y muy poca a los cambios de volumen. Como resultado, un gas que no está encerrado tiende a difundirse indefinidamente, aumentando su volumen y disminuyendo su densidad.
La mayoría de las sustancias son sólidas a temperaturas bajas, líquidas a temperaturas medias y gaseosas a temperaturas altas; pero los estados no siempre están claramente diferenciados. Puede ocurrir que se produzca una coexistencia de fases cuando una materia está cambiando de estado; es decir, en un momento determinado se pueden apreciar dos estados al mismo tiempo.
Existe un cuarto estado de la materia llamado plasma, que se forman bajo temperaturas y presiones extremadamente altas, haciendo que los impactos entre los electrones sean muy violentos, separándose del núcleo y dejando sólo átomos dispersos.El plasma, es así, una mezcla de núcleos positivos y electrones libres, que tiene la capacidad de conducir electricidad.
Cambios de estado en la materia
El cambio de estado es la evolución de la materia entre varios estados de agregación sin que ocurra un cambio en su composición. Los tres estados más estudiados y comunes en la Tierra son el sólido, el líquido y el gaseoso; no obstante, el estado de agregación más común en nuestro universo es el plasma, material del que están compuestas las estrellas (si descartamos la materia oscura).
Los cambios de estado de la materia tienen su respectivo nombre. Fusión es el paso de un sólido al estado líquido por medio del calor; durante este proceso isotérmico. El cambio inverso de líquido a sólido es la solidificación. También puede ser un cambio de sólido a gaseoso que se conoce como sublimación, o viceversa que se conocería como cristalización.
Evaporización y ebullición son los procesos físicos en los que un líquido pasa a estado gaseoso. Si se realiza cuando la temperatura de la totalidad del líquido iguala al punto de ebullición del líquido a esa presión continuar calentándose el líquido, éste absorbe el calor, pero sin aumentar la temperatura: el calor se emplea en la conversión del agua en estado líquido en agua en estado gaseoso, hasta que la totalidad de la masa pasa al estado gaseoso. Mientras que la condensación se le denomina al cambio de estado de la materia que se pasa de forma gaseosa a forma líquida. Es el proceso inverso a la vaporación.
También existe el punto crítico que es aquel límite para el cual el volumen de un líquido es igual al de una masa igual de vapor o, dicho de otro modo, en el cual las densidades del líquido y del vapor son iguales. Si se miden las densidades del líquido y del vapor en función de la temperatura y se representan los resultados, puede determinarse la temperatura crítica a partir del punto de intersección de ambas curvas. Temperatura y presión por encima de la cual no se puede condensar un gas.
Temperatura de Ebullición
“Cuando un líquido se calienta en un recipiente abierto a la atmósfera, hay una determinada temperatura a la que se produce la vaporización en todo líquido y no solamente en la superficie. Las burbujas de vapor se producen en el interior del líquido, suben a la superficie y escapan. La presión que ejercen las moléculas que se escapan iguala a la ejercida por las moléculas de la atmósfera y se dice que tiene lugar la ebullición”.
La temperatura de una sustancia o cuerpo depende de la energía cinética media de las moléculas. A temperaturas inferiores al punto de ebullición, sólo una pequeña fracción de las moléculas en la superficie tiene energía suficiente para romper la tensión superficial y escapar. Este incremento de energía constituye un intercambio de calor que da lugar al aumento de la entropía del sistema (tendencia al desorden de las partículas que componen su cuerpo).
El punto de ebullición depende de la masa molecular de la sustancia y del tipo de las fuerzas intermoleculares de esta sustancia. Para ello se debe determinar si la sustancia es covalente polar, covalente no polar, y determinar el tipo de enlaces (dipolo permanente - dipolo inducido o puentes de hidrógeno). El punto de ebullición normal puede ser calculado mediante la fórmula de Clausius-Clapeyron como se muestra en la muestra de cálculo.
A nivel del mar la presión atmosférica es de 1 atm, por ello el agua hierve a 100 ºC a nivel del mar. Pero a alturas muy elevadas, como la presión atmosférica es menor, el punto de ebullición del agua también será menor. Así, a unos 5500 m sobre el nivel del mar, la presión atmosférica es sólo 0,5 atm, el agua hierve a 80 ºC a 5500 m sobre el nivel del mar.
Tipos de Errores y Porcentaje de Error
Todas las formas de medir y pesar alguna sustancia u objeto tienen cierto margen de error. Estos errores pueden ser aleatorios (indeterminados), es decir, que hace que los datos se dispersen más o menos de forma simétrica con respecto a un valor medio. Otro tipo de error es el error
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