Diagrama heurístico sobre: Presión de vapor y propiedades coligativas

Diagrama heurístico sobre:  Presión de vapor y propiedades coligativas 

Pts

HECHOS RELEVANTES

Ecuación de Clapeyron El nombre de ecuación de Clapeyron es en honor al ingeniero y físico francés E. Clapeyron (1799-1864). Ésta es una importante relación termodinámica pues permite determinar la entalpía de vaporización a una temperatura determinada midiendo simplemente la pendiente de la curva de saturación en un diagrama P-T y el volumen específico del líquido saturado y el vapor saturado a la temperatura dada. 

 A partir de las leyes de la termodinámica de se deriva la regla de las fases Gibbs. Esta establece cuantas variables intensivas, son necesarias especificar para describir un sistema en equilibrio conformado por varias fases y componentes. Si, además de las variables de composición (fracción molar, concentraciones molares o molales) para describir el estado de equilibrio re requiere la presión y la temperatura.

   Las propiedades coligativas son aquellas que están muy relacionadas con el cambio de ciertas propiedades físicas en los solventes cuando le agregamos a estos una cantidad determinada de un soluto no volátil. Específicamente las propiedades que varían son: Punto de ebullición (aumento ebulloscópico), Punto de congelación (descenso crioscópico), Descenso de la presión del vapor y la aparición de la Presión Osmótica.

  Estas cuatro propiedades no variarían o no aparecerían si no se agregara el soluto a un solvente puro. Obviamente las moléculas del soluto interaccionan o interfieren en el normal movimiento de las moléculas del solvente afectando seriamente a estas propiedades mencionadas

3/3

PREGUNTA

¿Cuál es la importancia de conocer la presión de vapor de un líquido? ¿Qué relación tiene la presión de vapor con la temperatura según la ecuación de Clausius- Clapeyron? ¿Cómo podemos comprobar la relación presión de vapor con el punto de ebullición? ¿Cómo infiere el vacío en el las sustancias cuando estas ebullen?

3/3

CONCEPTOS

METODOLOGÍA

1/1

Aplicaciones

-Presión de vapor aplicada a tuberías es bueno analizar un poco las plantas productoras de petroquímicos y refinerías, ya que estas requieren de muchos servicios como: vapor de agua.                                                     -Para controlar estos excesos o simplemente variantes de las presiones y temperaturas adecuadas se tienen controles de los generadores de vapor  los cuales mantienen estos factores en los valores ajustados.               Propiedades coligativas.                       -Uso de fabricación de contendedores (gases, solventes muy volátiles etc.)     -Control de calidad industrial

Procedimiento para la obtención de datos.

Experimentación: Se llevó a cabo dos experimentos para poder establecer la dependencia del gas a vapor en líquidos por medio de la temperatura y presión. Los reactivos utilizados fueron metanol y cloruro de sodio al 0.3 M.

El experimento se llevó a cabo  con un dispositivo para determinar la presión a vapor siguiendo las instrucciones de las páginas 34-36 del manual de fisicoquímica.

Realizamos una investigación por medio de libros y páginas en internet confiables.

1/1

Lenguaje

Gas: Se conoce como gas al estado de agregación de la materia que no tiene forma ni volumen propio. 

Vapor: El vapor es el estado en el que se encuentra un gas, cuando las moléculas que forman la materia, no reaccionan entre sí 

Presión de vapor: presión que ejercen las moléculas de la fase gaseosa sobre la superficie de la fase condensada y sobre los alrededores del sistema.

Punto de ebullición: Temperatura a la cual un líquido cambia de estado líquido a gaseoso. Depende de la volatilidad de la sustancia y la presión atmosférica.

Equilibrio químico: Cuando las concentraciones de cada una de las sustancias que intervienen (reactivos o productos) se estabiliza, es decir, se gastan a la misma velocidad que se forman, se llega al equilibrio químico.

Calor latente: Calor de una sustancia en la que cambia de fase sin alterar su temperatura

Calor sensible: Calor de una sustancia en el cual aumenta su temperatura sin cambiar de fase.

Procesamiento de los datos para obtener un resultado.

[pic 1]

1/1

1/1

Modelo

Ecuación de Clausius-Claperyon

[pic 2]

Regla de las fases de Gibbs.

Ajuste de Vant´Hoff

[pic 3]

Análisis y/o conclusión derivado de los datos[pic 4]

En los resultados obtenidos en relación a la temperatura y la presión de vapor se representaron gráficamente varias de las funciones de las dos variables para tratar de obtener una relación simple entre ellas. En esta relación se obtuvo una pendiente negativa debido a la tendencia del sistema de buscar un equilibrio entre la presión de vapor y la presión externa, es decir, al aumento de temperatura en un sistema la presión disminuirá  hasta alcanzar un estado de equilibrio en el cual la temperatura no aumente y pase de una fase a otra.

2/2

2/2

RESPUESTA:

Conocer la presión de vapor de las sustancias nos permite conocer el comportamiento que tendrán en distintos sistemas. Esto nos ayuda a comprender la utilidad que pueden llegar a tener en distintos campos, así como la comprensión del funcionamiento que tienen los fluidos en sistemas biológicos.  

El aumento de tempera de un sistema, provocará el paso de las moléculas a la fase de vapor causando un incremento en la presión de vapor se iguala con la presión externa, haciendo posible un cambio total de fase, en este caso, de fase líquida a vapor.

La presión de vapor es la presión que ejercen las moléculas de la fase gaseosa sobre un líquido, al calentarse el líquido la presión de vapor que ejercen estas moléculas aumentan. Si se sigue aumentando su temperatura la presión de vapor igualará la presión atmosférica (se debe a que se rompen las fuerzas intermoleculares y rompen la tensión superficial de un líquido escapando en forma de vapor) y la fase liquida cambiara a fase gaseosa. Al encontrarse un sistema en el vacío hay una menor presión atmosférica. Esto ocasiona que la presión de vapor necesaria para estar en equilibrio con la presión atmosférica sea menor, disminuyendo el punto de ebullición de dicho sistema.

3/3

REFERENCIAS

 Metodología:  http://www.cie.unam.mx/~ojs/pub/Liquid3/node8.html,  

De los conceptos: Raymond Chang “Fisicoquimica” 2008 Editorial Mc Graw Hill, Mexico,  Atkins, WP. Fisicoquímica. Editorial Fondo Educativo Interamericano. México, 1985.

Hechos:   https://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/fchamizo/physics/files/boltzmann.pdf,  Capparelli, A. L. (2013). Físico Química Básica (1ra.Ed). Buenos Aires, Argentina: Universidad de la plata,  https://quimicayalgomas.com/quimica-general/propiedades-coligativas-quimica/propiedades-coligativas/                          

3/3

Autoevaluación

20/20