La temperatura de ebullición del agua

OBJETIVO: Determinar experimentalmente la temperatura de ebullición del agua a diferentes presiones. Comprobar la ecuación de Clausius-Clapeyron mediante el cálculo de la temperatura correspondiente a las diferentes presiones del vapor y compararla con la temperatura experimental respectiva.

MATERIAL: DATOS:

1Matraz de Balón de fondo plano 500 ml.

1 Termómetro.

1 Manómetro en “U” con Mercurio.

1 Tapón de hule bihoradado.

1 Tubo de vidrio con conexiones de hule.

1 Mechero, anillo y tela de alambre con asbesto.

1 Pinza universal.

Cuerpos de ebullición. Pt=P atm+ ∆P

∆P= ∆h=h2-h1

PROCEDIMIENTO

PRIMERA PARTE

En el matraz balón coloque aproximadamente 250 mL de agua y los cuerpos de ebullición.

Monte el equipo tal como se indica en la figura 1, al iniciar el experimento el tubo de hule no deberá estar conectado al manómetro. Estando desconectado el manómetro (pero en una posición tal que cuando sea necesario se pueda conectar rápidamente), caliente hasta ebullición. Anote la temperatura correspondiente.

Por un tiempo no mayor de 10 segundos, deje de calentar y conecte rápidamente la manguera de hule al manómetro, e inmediatamente inicie el calentamiento hasta una temperatura de aproximadamente 96 grados Celsius. Deje de calentar para estabilizar la temperatura. Anote la variación de niveles de Mercurio en el manómetro (∆P) y la temperatura correspondiente para este incremento de presión. No deje enfriar mucho tiempo.

Caliente nuevamente hasta 98 grados, retire el mechero y anote la variación de niveles del manómetro a la temperatura correspondiente. Caliente nuevamente hasta 100 grados y anote la variación de niveles en el manómetro.

Cuide de no calentar a una temperatura mayor de 103grados porque puede desconectarse la manguera del manómetro o del matraz por el aumento de presión. Deje enfriar y cuando no haya variación en el nivel de Mercurio (∆P=0) , desconecte la manguera de hule del manómetro.

CUESTIONARIO

Experimentalmente cuando la presión de oposición fue de 585 mmHg, (presión atmosférica en el DF.)la temperatura de ebullición fue de:

92 °C 92 °C + 273 =365 K

A partir del dato anterior y de la ecuación de Clausius - Clapeyron calcule las diferentes presiones Pt la temperatura correspondiente a cada presión y compárela con la obtenida experimentalmente. Complete la siguiente tabla:

Considere: ∆Hv=9700calmol R=1.987calmol°K

TEMPERATURA

EXPERIMENTAL h₂ h_1 ∆H= h_2- h_1

∆H= ∆P P_T=585+ ∆P TEMPERATURA

CALCULADA

ºC ºK mmHg mmHg mmHg mmHg ºC ºK

92 365 15 15 0 585 92 365

96 369 17 13 4 589 96.19 369.19

98 371 19.5 10.5 9 594 98.43 371.43

100 373 23 7 16 601 100.77 373.77

ECUACION CLAUSIUS - CLAPEYRON

ln (P_2/P_1 )= ∆Hv/R [1/T_1 - 1/T_2 ]

DESPEJE

T_2=1/(ln⁡〖P_2/P_1 〗/((-∆Hv)/R)+ 1/T_1 )

CALCULOS

T_2=1/(ln⁡〖(585 mmHg)/(585 mmhg)〗/((-9700 cal/mol)/(1.987cal/(mol k)))+ 1/(365 k))=365 k

T_2=1/(ln⁡〖(589 mmHg)/(585 mmhg)〗/((-9700 cal/mol)/(1.987cal/(mol k)))+ 1/(369 k))=369.19 k

T_2=1/(ln⁡〖(594 mmHg)/(585 mmhg)〗/((-9700 cal/mol)/(1.987cal/(mol k)))+ 1/(371 k))=371.43 k

T_2=1/(ln⁡〖(601 mmHg)/(585 mmhg)〗/((-9700 cal/mol)/(1.987cal/(mol k)))+ 1/(373 k))=373.77 k

CONCLUSIONES Arroyo Fernández Jorge Eduardo

Gracias a esta práctica pudimos observar nuevamente como la relación que tienen la presión, la temperatura, y el volumen de un gas y como van cambiando todos a medida que uno cambia. También pudimos observar

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