Presion De Vapor

PRÁCTICA No. 5

PRESIÓN DE VAPOR

Reporte

Objetivo

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.

Introducción

En esta práctica se realizo la determinación de la presión de vapor del agua 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 de aire manteniendo constante la presión total.

Se utilizo la ecuación de Clausius Clapeyron para expresar matemáticamente la variación de la presión de vapor con la temperatura.

Justificación

La presión de vapor es una de las propiedades más útil de los líquidos, es una variable importante en el diseño y operación de procesos industriales químicos, físicos y biológicos como consecuencia de la existencia de una interface liquido-vapor.

La presión de vapor de un líquido es la presión gaseosa que ejercen las moléculas vaporizadas en equilibrio con el líquido. La presión de vapor o presión de saturación es la presión a la que a cada cambio de temperatura la fase líquida y vapor se encuentran en equilibrio. En equilibrio las fases reciben el nombre de líquido saturado y vapor saturado

Las variaciones de las propiedades durante los procesos de cambio de fase se estudian y comprenden mejor con la ayuda de diagramas de propiedades, es un diagrama de Presión vs. Temperatura (P-T) de una sustancia pura. Este diagrama frecuentemente se denomina diagrama de fases puesto que las tres fases se separan entre sí mediante tres líneas.

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 fase liquido-vapor se logra cuando se aplica calor a un líquido, el líquido alcanza su punto de ebullición. El punto de ebullición varía con la presión externa que existe por encima de la superficie del líquido. Al descender la presión, el punto de ebullición disminuye. Al elevar y disminuir la temperatura del liquido se puede determina la presión de vapor a diferentes intervalos de temperaturas. Si se colocará un líquido en un recipiente hermético, es un sistema separado hidráulicamente del exterior.

Procedimiento.

1. Tomamos tres tubos de ensaye de 1.7cm de diámetro aproximadamente.

2. llenamos ¾ del tubo con agua destilada a diferentes temperaturas, (temperatura ambiente, temperatura de 50°C y de 0°C) respectivamente, en el caso de las temperaturas de 50°C y 0°C se utilizaron baños de agua a dichas temperaturas para lograr llegar a ellas.

3. Nos aseguramos de cerrar perfectamente el tubo con un tapón de hule previamente horadado y atravesado por un tubo de vidrio de aproximadamente 0.5cm de diámetro. Dejando este 1 cm arriba de la parte baja del tubo de ensaye.

4. Esperamos durante 15min, esto para ver la presión de vapor que el líquido ejercía sobre el tubo.

5. Y posteriormente Medimos H, h y Ho, (resultados expuestos en la tabla anexada)

Tabla de valores de medición.

Temperatura °C H inicial H final h inicial h final Ho tiempo

0°C 3.1cm 2.9cm 1.5cm 3cm 3cm 15min

25°C 3cm 3.1cm 1cm 2.3cm 3cm 15min

50°C 7.5cm 7.5cm 2.8cm 4.2cm 6.5cm 15min

Cálculos y resultados

Agua a 25°C

Datos

Ho: 3cm

h: 2.3cm

H=3.1cm

Densidad (ƿ) a 0°C: 1000 Kg/m³

Patm: 1atm

Diámetro Te: 1.7cm o 0.017m

Diámetro Ti: 0.5cm

Volumen V= π D² h/4: (3.1415)(0.017m)²(0.032m)/4=7.2633x10¯²m³

Masa del agua ƿ.V: 999.87 Kg/m³ (7.2633x10¯²m³)= 7.2624x10¯³kg

S= 2.27cm²

s= 0.196cm²

H= (2.27cm²)(3cm) + (0.196cm²)(2.3cm)

2.27cm² - 0.196cm²

H= 3.5cm

Ecuación para determinar la presión de vapor del agua a 25°C.

Despejando

PV= Patm+ ƿ. g (H+h) - Patm •H0

H

PV= 101.325kpa + ((1000kg/m³)(5.4cm(1m/100cm))(9.81m/s²) - 101.325kpa(3cm)

1000 3.1cm

PV= 3.7982kpa

Agua a 0°C

Datos

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