Laboratorio de fisicoquimica

Universidad Nacional de Colombia

Departamento de Química

Laboratorio de Fisicoquímica I (2025338)

Grupo 5

Salomé Uribe López c.c.1007101414

Tatiana Valenzuela Buitrago c.c. 1001091281

Termometría 

Fecha de realización:  27 de octubre de 2021       Fecha de entrega: 5 de Noviembre 2021

Objetivos

• General: Diseñar un termómetro empleando acetato de sodio como fluido termométrico no convencional para evaluar su desempeño con base en el principio de expansión de columna capilar.

• Específicos:

1. Determinar la densidad de soluciones de acetato de sodio con distintas concentraciones a diferentes temperaturas para calcular el volumen específico de las mismas y el coeficiente de expansión cúbica.
2. Determinar la sensibilidad de un termómetro hipotético construido con cada una de las soluciones de acetato de sodio y algunos líquidos puros (hexano, etanol, mercurio y agua pura) en el cuerpo del termómetro y su rango de aplicabilidad.

Importancia conceptual

La termometría es una práctica que posibilita la medición de la temperatura de los cuerpos o sistemas. En general, se sabe que múltiples propiedades dependen de este factor por lo que su identificación a la hora de desarrollar un procedimiento experimental es fundamental. Así, la actividad que corresponde al presente informe toma relevancia dado que la determinación del coeficiente de expansión térmica de una solución a distintas temperaturas permite la evaluación de las capacidades de dicha sustancia para ser empleada en un termómetro basado en el principio de expansión de columna capilar.

Ecuaciones de trabajo

1. Determinación de la densidad

                                (1)[pic 1]

Donde:

•  : Densidad de la muestra problema.[pic 2]
•  : Masa del picnómetro más la muestra.[pic 3]
• : Masa del picnómetro más el agua.[pic 4]
•  : Masa del picnómetro vacío.[pic 5]
•  : Densidad del agua a la temperatura de medición.[pic 6]

Se utilizó la ecuación (1) para determinar la densidad relativa de las soluciones de acetato de sodio a distintas temperaturas. La utilidad de dicha fórmula radica en la facilidad de obtención del cálculo mediante únicamente el conocimiento de las masas experimentales y la densidad teórica del agua, eliminando la posible incertidumbre que implica un dato volumétrico. La densidad relativa suele expresarse en .[pic 7]

1. Volumen Específico

                                          (2)[pic 8]

 Donde:

• : Volumen específico.[pic 9]
•  : Densidad de la muestra.                [pic 10]

Se empleó la ecuación 2 para hallar el valor correspondiente al volumen específico de cada solución de acetato a distintas temperaturas y concentraciones, el cual corresponde al inverso de la densidad y usualmente se expresa en .[pic 11]

1. Coeficiente de expansión cúbico

)*(                                         (3)[pic 12][pic 13]

Donde:

•  : Coeficiente de expansión térmica cúbica.[pic 14]
•  : Volumen específico.[pic 15]
• ( : Derivada del volumen específico respecto al tiempo a presión constante.[pic 16]

1. Sensibilidad de un termómetro

[pic 17]

=- [pic 18][pic 19][pic 20]

Donde:

• S : Sensibilidad del termómetro.
• : Volumen del bulbo que contiene el líquido termométrico.[pic 21]
• : Coeficiente de dilatación térmica aparente promedio.[pic 22]
• d: Diámetro del capilar.
• : Coeficiente de expansión térmica.[pic 23]
• : Coeficiente de expansión del vidrio.[pic 24]

Datos experimentales

1. Cuerpo del termómetro

Tabla #1. Datos obtenidos experimentalmente del cuerpo del termómetro

1. Calibración del picnómetro

Tabla #2. Medidas para la calibración de los picnómetros a diferentes temperaturas.

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