Practica 7 Y 8 tensión superficial

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS.

Laboratorio de Termodinámica Básica II

Prof. Ing. Celerino Arellano Herrera.

Práctica No. 7 y 8

Determinación de la tensión superficial y aplicación de las propiedades críticas de una sustancia pura a diferentes temperaturas.

Castillo Mirafuentes Ximena Guadalupe

Grupo: 1IM26

Sección: A

Turno: Matutino

Determinación de la tensión superficial y aplicación de las propiedades críticas de una sustancia pura a diferentes temperaturas.

OBJETIVO:

Calcular la tensión superficial del agua a diferentes temperaturas, utilizando el método del anillo con el tensiómetro de du Noüy, calculando el factor de corrección por ecuación, tabla y gráfica, además de utilizar las propiedades críticas aplicando las correlaciones de Hakim, el factor Stiel y el factor acéntrico de Pitzer, para poder comparar los resultados obtenidos con los datos bibliográficos y calcular el porciento de error.

INTRODUCCIÓN TEÓRICA.

Una sustancia pura es la clase de materia que tiene una composición química definida en toda su extensión y se puede identificar por una serie de propiedades particulares: composición química definida y propiedades particulares.

TENSIÓN SUPERFICIAL.

La tensión superficial es el trabajo que se requiere para incrementar el área de superficie de un líquido, isotérmicamente por unidad de área.

La tensión superficial es la tendencia de un líquido a ofrecer la mínima superficie libre, es decir, la superficie líquida en contacto con un gas tiende a contraerse.

En la interface entre un líquido y un gas o entre dos líquidos no fáciles de mezclarse, parece formarse una capa especial en el líquido, aparentemente debida a la atracción de las moléculas del líquido por debajo de la superficie. La formación de esta capa puede visualizarse con base en la energía superficial o en el trabajo por unidad de área requerido para llevar las moléculas a la superficie.

La tensión superficial es una fuerza que como su nombre indica produce efectos de tensión en la superficie de dos líquidos allí donde el fluido entra en contacto con otro fluido o con un contorno sólido. El origen de esta fuerza es la cohesión intermolecular y la fuerza de adhesión del fluido al sólido.

En la superficie libre de un líquido, que es por tanto la superficie de contacto entre dos fluidos, líquido y aire, la tensión superficial se manifiesta como si el líquido creara allí una fina membrana. Si sobre la superficie libre del líquido se traza una línea cualquiera, la tensión superficial  es la fuerza superficial normal a dicha línea por unidad de longitud.

En general, la tensión superficial disminuye con la temperatura, ya que las fuerzas de cohesión disminuyen al aumentar la agitación térmica. La influencia del medio exterior se debe a que las moléculas del medio ejercen acciones atractivas sobre las moléculas situadas en la superficie del líquido, contrarrestando las acciones de las moléculas del líquido.

Los líquidos tienen dos formas de atracción molecular: la cohesión que permite a un líquido resistir los esfuerzos cortantes y, la adhesión que le permite "adherirse" a otros cuerpos.

Propiedades Críticas

Es el conjunto de condiciones físicas de presión, temperatura y volumen, a las cuales la densidad y otras propiedades del líquido y gas se vuelven idénticas, es decir, es un punto a una presión y temperatura dada donde físicamente no puede diferenciarse si se trata de gas o líquido. Estas propiedades críticas son únicas (una sola presión, una sola temperatura) para una sustancia dada y se requiere para la determinación de otras propiedades de la sustancia.

La presión crítica, Pcr, y la temperatura crítica, Tcr, son medidas en el laboratorio y usualmente son desconocidas por lo que se requiere su determinación por medio de Correlaciones, como la de Brown et al, para determinar las propiedades críticas en función de la gravedad específica del gas.

MATERIAL UTILIZADO:

Una balanza de Torsión, un vaso de precipitados.

Un testigo de alambre de masa conocida igual a 0. 500 g

Agua destilada a temperatura ambiente.

Un termómetro.

ACTIVIDADES:

Los alumnos, deberán de calibrar el equipo.

Cada alumno deberá de hacer una medición del testigo y registrarlos en forma de tablas con unidades.

Cada alumno deberá de hacer una medición de la muestra y regístrala en forma de tablas con sus respectivas unidades.

DESARROLLO:

Calibración del equipo:

1. Se abren las pinzas que sujetan al sistema de muelles.

2. Se gira la perilla que controla el sistema de muelles hasta lograr que el dial de este coincida con la línea horizontal del espejo.

3. Se gira la carátula para lograr que el cero de esta coincida con el cero del vernier (EL VERNIER NO SE TOCA).

4. Se cierran las pinzas.

Medición del testigo:

1. Se coloca el testigo en el anillo

2. Se abren las pinzas

3. Se gira la perilla que controla el sistema de muelles hasta alcanzar el equilibrio con la línea horizontal del espejo.

4. Se hace la lectura en la carátula en forma de vernier y se clasifica como un valor θ dado en dinas / cm.

5. Se retira el testigo y se regresa el vernier a ceros en sentido contrario de cómo avanzó y se cierran las pinzas.

Medición de la muestra (agua):

1. Se coloca el recipiente que contiene el agua sobre la plataforma.

2. Se sube toda la plataforma que soporta la muestra.

3. Se sube todo el conjunto plataforma muestra, hasta lograr que el menisco del líquido se confunda con el anillo.

4. Se abren las pinzas que sujetan al sistema de muelles y se gira la perilla que controla dicho sistema hasta alcanzar el equilibrio, entre la línea horizontal del espejo y el dial.

5. En forma simultánea y cuidando de no

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