Determinacion

Introducción.

Una misma sustancia puede presentarse en tres estados: sólido, líquido o gaseoso. Los cambios de estado también se denominan cambios de fase. Dicha sustancia puede cambiar de fase mediante una absorción o una liberación de calor, dependiendo de la modificación de la temperatura o presión que experimente. El cambio de estado o el paso de la fase liquida a la fase de vapor, de una sustancia se denomina vaporización. La vaporización puede tener lugar de dos formas:

• A cualquier temperatura.

El liquido pasa lentamente al estado gaseoso denominándose el proceso de vaporización. El paso es lento porque son las partículas que se encuentran en la superficie del líquido, en contacto con la atmosfera, las que se van escapando de la atracción de las demás partículas, cuando adquieren suficiente energía para liberarse. Las partículas del líquido que se encuentran en el interior no podrán recorrer demasiado antes de ser capturadas de nuevo por las partículas que las rodean. De ahí que cuanto mayor sea la superficie libre del líquido, tanto más rápida será su evaporación.

• A una temperatura determinada.

Se produce el paso del líquido al gas, en todo el volumen del líquido, entonces el proceso se denomina ebullición. Esta temperatura se denomina punto de ebullición. Aquí, cualquier partícula del interior o de la superficie adquiere suficiente energía para escapar de sus vecinas, haciéndolo de forma tumultuosa; la energía se la proporciona la fuente calorífica que le ha llevado a dicha temperatura. Todo proceso de vaporización implica la absorción de calor por parte del líquido respecto del entorno. La cantidad de calor necesaria para transformar la unidad de masa de un líquido en vapor a la temperatura de ebullición, se denomina calor de vaporización.

Para poder determinar el calor de vaporización del agua ocupamos la ecuación de Clapeyron que es fundamental para cualquier análisis del equilibrio entre 2 fases de una sustancia pura. Esta ecuación expresa la dependencia cuantitativa de la temperatura de equilibrio con la presión o la variación de la presión de equilibrio con la temperatura.

Empleando esta ecuación podemos representar de forma esquemática la presión de equilibrio en relación con la temperatura para cualquier transformación de fase

La ecuación de Clausius – Clapeyron relaciona la variación de la presión de vapor de un liquido con la temperatura.

Donde ΔHvap es la entalpía o calor molar de vaporización. La integración de esta ecuación da como resultado:

Esta ecuación permite determinar el calor de vaporización de un líquido midiendo su presión de vapor a distintas temperaturas.

ΔHvap = es la entalpía de vaporización, generalmente se expresa en j/mol.

R = la constante universal del Gas Ideal. Generalmente se expresa como R = 8,314 j/mol K.

P1 y P2 = son las presiones de vapor, de dos fases en equilibrio. Se pueden expresar en cualquier unidad de presión.

T1 y T2 = son las temperaturas de equilibrio que corresponden a las presiones de vapor. Se expresan en K.

En este informe se encontrara la determinación del calor de vaporización del agua, calculado por la ecuación de Clausius – Clapeyron, comprobando los valores teóricos con los experimentales.

Objetivo general.

• Determinación del calor de vaporización del agua en un volumen de aire saturado con vapor, en equilibrio con agua liquida.

Objetivos específicos.

• Verificar el calor de vaporización del agua

• Determinar el calor de vaporización del agua mediante la ecuación de Clausius-Clapeyron.

Materiales.

• Vaso precipitado de 1000ml.

• Vaso precipitado de 250mL.

• Probeta graduada de 10mL.

• Termómetro de graduación de 0ºC a 100ºC.

• Soporte Universal

• Pinza de bureta

• Mechero.

• Trípode.

• Rejilla de amianto.

• Varilla de agitación.

Reactivos.

• Hielo

• Agua destilada.

Procedimiento experimental.

• Agregar agua al vaso precipitado de 1000mL.

• Armar aparataje de calentamiento.

• Llenar probeta de 10mL con agua destilada hasta unos 2/3 de su capacidad.

• Poner vaso precipitado de 1000mL encima del trípode con la rejilla de amianto.

• Tapar

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