Laboratorio de ciencias básicas II demostración de entropía

Laboratorio de ciencias básicas II

demostración de entropía

RESUMEN

Se demostró la entropía por medio de una reacción que se muestra posteriormente, por lo cual se planearon sesiones donde se realizaría las repeticiones del procedimiento, las cuales se llevaron de la siguiente manera: se llevaban los vasos de precipitado a la temperatura deseada (0oC, 22OC, 92OC) posteriormente se procedía a colocar la pastilla efervescente midiendo el tiempo en el cual la reacción de efervescencia finalizaba. Se repitió el procedimiento 3 veces en dos días distintos para obtener un mayor número de resultados.  Todas las reacciones conllevan variables de error que se intentaron controlar para obtener el resultado que se propuso.

Aparte de lo anterior se puede comentar que el control de las variables de error es de suma importancia en este experimento ya que de aquí dependía la obtención de tiempos de reacción cercanos en cada repetición realizada.

Introducción

La entropía es el desorden molecular causado por la temperatura de los cuerpos, esta aumenta o disminuye dependiendo de la transferencia de energía calorífica entre los cuerpos.

La efervescencia se da debido a los choques moleculares, al aumentar la temperatura del líquido en el cual se lleve a cabo esta (en este caso agua) la entropía aumentara por lo consiguiente los choques moleculares lo harán también.

Marco teórico

Entropía o S es el grado de magnitud de movimiento de las partículas que constituyen a una sustancia. Sus unidades son J/mol K. Se ve afectada por la presión, la temperatura, por la cantidad de sustancia y esta depende del estado de agregación. Los sólidos cuentan con baja entropía lo que significa que sus moléculas tienen menor movimiento. Los líquidos tienen ligera entropía y a su vez, ligero movimiento en las moléculas que lo constituyen. Las moléculas de los gases tienen mayor movimiento lo que significa que poseen alta entropía.

Es importante recordar que no hay entropía negativa ya que siempre hay movimiento. Puede haber entropía=0 únicamente en el cero absoluto (0 K).

Interpretación del signo de la variación de entropía

(+) aumento en el movimiento de partículas, significa que la reacción tiende a ser espontánea.

(-) disminución en el movimiento de partículas, significa que la reacción tiende a ser no espontánea.

La Temperatura es una propiedad de la materia que está relacionada con la sensación de calor o frío que se siente en contacto con ella. Cuando tocamos un cuerpo que está a menos temperatura que el nuestro sentimos una sensación de frío, y al revés de calor. Sin embargo, aunque tengan una estrecha relación, no debemos confundir la temperatura con el calor.
Cuando dos cuerpos, que se encuentran a distinta temperatura, se ponen en contacto, se produce una transferencia de energía, en forma de calor, desde el cuerpo caliente al frío, esto ocurre hasta que las temperaturas de ambos cuerpos se igualan. En este sentido, la temperatura es un indicador de la dirección que toma la energía en su tránsito de unos cuerpos a otros.

El instrumento utilizado habitualmente para medir la temperatura es el termómetro. Los termómetros de líquido encerrado en vidrio son los más populares; se basan en la propiedad que tiene el mercurio, y otras sustancias (alcohol coloreado, etc.), de dilatarse cuando aumenta la temperatura. El líquido se aloja en una burbuja -bulbo- conectada a un capilar (tubo muy fino). Cuando la temperatura aumenta, el líquido se expande por el capilar, así, pequeñas variaciones de su volumen resultan claramente visibles.
Escalas
Actualmente se utilizan tres escalas para medir la temperatura, la escala Celsius es la que todos estamos acostumbrados a usar, la Fahrenheit se usa en los países anglosajones y la escala Kelvin de uso científico.

Planteamiento del problema

¿Cómo afecta el incremento de temperatura el orden molecular?

Hipótesis

De acuerdo con la definición de entropía y las condiciones a las cuales ésta se pueda ver afectada, se sabe que, si se incrementa la temperatura del medio, el desorden molecular aumentará, causando en la efervescencia de la pastilla en el vaso con agua a mayor temperatura, sea mayor el burbujeo y que esta se disuelva con más velocidad.

Objetivos

-Comprender el concepto teórico de entropía.

-Demostrar la entropía mediante un experimento sencillo.

Variables

-independiente: temperatura

-dependiente: entropía

Desarrollo experimental

Material para contener: 3 vasos de precipitados 100 ml

Material para entregar: probeta de 100 ml

Instrumentos: termómetro

Equipo: parrilla de calentamiento

Sustancias: 3 aspirinas

Metodología

-Medir aproximadamente 70 ml de agua y verter en los vasos de precipitado es misma cantidad (fig.1). Posteriormente se colocará un vaso de precipitado en la parrilla y calentará el agua hasta ebullición. Mientras tanto, en otro vaso verter (70 ml previamente medidos) agua helada, colocar la misma cantidad de agua en un tercer vaso de precipitado, pero esta vez a temperatura ambiente (fig.2), posteriormente a cada vaso agregar una pastilla efervescente (fig.3). Y observar los resultados.

[pic 1]

[pic 2]

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[pic 6]

Resultados

Dia 1

Primera repetición

Dia 2

Segunda repetición

Tercera repetición

Media de tiempo

Temperatura ambiente = 1 min 30s

 fría = 5min 25s

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