PRESIÓN DE VAPOR

PRÁCTICA # 1

“PRESIÓN DE VAPOR”

OBJETIVOS:

Determinar experimentalmente la presión de vapor de los líquidos puros a distintas temperaturas de ebullición, modificando la presión del sistema.

Determinar la relación existente entre la presión de vapor y la temperatura de los líquidos puros

RESUMEN DE LA PRÁCTICA:

En esta práctica se realizó la determinación de la presión de vapor del agua y del Fenol a distintas temperaturas con un tubo graduado, teniendo en cuenta que conforme aumentaba la temperatura en el tubo se comenzaba a formar vapor de agua que aumentaba el volumen experimental y por lo tanto la presión de vapor, disminuyendo así la presión parcial del aíre manteniendo constante la presión total.

Se utilizó la ecuación de Clausius Clapeyron para expresar matemáticamente la variación de la presión del vapor con la temperatura, y así mismo se graficaron nuestros datos.

RESUMEN DEL TEMA:

La presión de vapor es una de las propiedades más importante y útil de los líquidos, de algunos sólidos y de las disoluciones líquidas a las condiciones que predominan en nuestro entorno ecológico. La propiedad en estudio es una variable importante en el diseño y operación de procesos industriales Químicos, Físicos y Biológicos como consecuencia de la existencia de interface en las que participe un vapor1.

Vaporización: El cambio de fase de líquido a vapor se llama vaporización y la temperatura asociada con este cambio se llama punto de ebullición de la sustancia. Existen tres formas en las que puede ocurrir dicho cambio:

1) Evaporación: se produce vaporización en la superficie de un líquido ( es un proceso de enfriamiento).

2) Ebullición: vaporización dentro del líquido.

3) Sublimación: el sólido vaporiza sin pasar por la fase líquida.

Para un líquido cualquiera la vaporización va acompañada de absorción de calor y la cantidad de este, cuando se nos da una presión y una temperatura, con las cuales se puede calentar cierto peso de líquido se conoce con el nombre del calor de vaporización y es la diferencia de entalpía de vapor y líquido, esto es,

Hv = Hr - Hl;

Donde Hv significa el calor de vaporización de las variables mencionadas, estas son las entalpías de vapor y de líquido.

Hv = Ev + P Vv

Presión de vapor de un líquido es la presión gaseosa que ejercen las moléculas vaporizadas (vapor) en equilibrio con el líquido. La presión de vapor solo depende de la naturaleza del líquido y de su temperatura. A mayor temperatura mayor presión de vapor y viceversa. La presión de vapor de un líquido dado a temperatura constante será aproximadamente constante en el vacío, en el aire o en presencia de cualquier otra mezcla de gases.

La presión atmosférica es la suma de la presión del aire seco y la presión del vapor de agua.

Factores de los que depende la presión de vapor:

La naturaleza del líquido:

La presión de vapor depende de la clase del líquido, además del líquido mismo que se emplee; a veces este depende en gran manera de la naturaleza que hay en las interacciones de las moléculas del líquido; un compuesto como el agua tiene una presión de vapor más baja que el éter porque las moléculas de agua tienen fuerzas de atracción intermolecular mayores que las moléculas del éter.

El valor de la presión de vapor saturado de un líquido, da una idea clara de su volatilidad, los líquidos más volátiles (éter, gasolina, acetona etc.) tienen una presión de vapor saturado más alta, por lo que este tipo de líquidos, confinados en un recipiente cerrado, mantendrán a la misma temperatura, un presión mayor que otros menos volátiles.

La temperatura:

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. Cuando se aumenta la temperatura es aumentada o mayor la porción de moléculas, estas toman la energía necesaria para hacer el cambio de liquido a vapor, y en consecuencia se precisa mayor presión para establecer un equilibrio entre el vapor y el liquido. Hay un ascenso lento a bajas temperaturas, y luego uno muy rápido como puede observarse como aumento de la pendiente de las curvas. Esta variación de la presión de vapor con la temperatura se expresa matemáticamente con la ecuación de Clausius-Clapeyron.

Ecuación de Clausius Clapeyron: Relación cuantitativa entre la presión de vapor de un líquido (mmHg) y la temperatura (ºK)

Además comparamos la ecuación con la de una línea recta y = mx + b, sugiere que si Log10 P para un líquido se gráfica contra 1 / T, entonces la gráfica debe ser una línea recta con pendiente m = H/R y con intersección b = c y con las pendientes de las líneas se deducen los calores de vaporización de diversos líquidos. 3

Pendiente:

Ordenada al origen:

HIPÓTESIS EXPERIMENTAL

Si calculamos las presiones parciales del aíre a diferentes temperaturas en un sistema que contenga las fases del agua líquido y vapor, podremos saber así, cuáles son las presiones de vapor de ese sistema a las diferentes temperaturas experimentales con que se trabaje.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

1. Llena con la sustancia problema un tubo graduado de vidrio de 15 mL, hasta ¾ partes de su vol.

Total. Cubra la parte superior del tubo con un dedo, inviértalo e introdúzcalo lentamente dentro de un cilindro de vidrio que contenga esa misma sustancia.

2. Asegúrese que el vol. De la sustancia en el cilindro de vidrio sea suficiente para cubrir totalmente el tubo graduado.

3. Caliente el sistema con un mechero hasta llegar a 80ºC y manténgalo a esa temperatura por

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