Práctica #2: Calor Latente de Fusión y Solidificación de la Parafina

 Práctica #2: Calor Latente de Fusión y Solidificación de la Parafina.[pic 1][pic 2][pic 3]

Universidad Autónoma de Ciudad Juárez - Instituto de Ciencias Biomédicas - Ciudad Universitaria.
Lic. Químico Farmacéutico Biólogo - Departamento de Ciencias Biológicas.
Laboratorio de Fisicoquímica I
María Fernanda Amézaga González 149144

Resumen: Se determinó que la temperatura de fusión en la parafina es de 54°C y se observó el comportamiento de la temperatura en sus cambios de estado a cada minuto, siendo afectada por el calor para alcanzar sus puntos de fusión y solidificación; siendo así, para poder obtener la parafina en su forma líquida y/o sólida con la ayuda de las propiedades físico-químicas de esta sustancia.

Introducción:
Una sustancia experimenta un cambio de temperatura cuando absorbe o cede calor al ambiente que le rodea. Sin embargo, cuando una sustancia cambia de fase absorbe o cede calor sin que se produzca un cambio de su temperatura.

“El calor Q que es necesario aportar para que una masa m de cierta sustancia cambie de fase es igual a Q=mL donde L se denomina calor latente de la sustancia y depende del tipo de cambio de estado”. (Koshkin, 1975).

Los cambios de estado se pueden explicar de este modo:

“En un sólido los átomos y moléculas ocupan las posiciones fijas de los nudos de una red cristalina. Un sólido tiene ausencia de fuerzas externas, un volumen fijo y una forma determinada. Para que un sólido pase al estado líquido debe absorber la energía necesaria a fin de destruir las uniones entre sus moléculas. Por lo tanto mientras dura la fusión no aumenta la temperatura.

Los átomos y moléculas vibran, alrededor de sus posiciones de equilibrio estable, cada vez con mayor amplitud a medida que se incrementa la temperatura. Llega un momento en el que vencen a las fuerzas de atracción que mantienen a los átomos en sus posiciones fijas y el sólido se convierte en líquido. Los átomos y moléculas siguen unidos por las fuerzas de atracción, pero pueden moverse unos respecto de los otros, lo que hace que los líquidos se adapten al recipiente en el que habitan pero aun manteniendo un volumen constante.

Cuando se incrementa aún más la temperatura, se vencen las fuerzas de atracción que mantienen unidos a los átomos y moléculas en el líquido. Las moléculas están alejadas unas de las otras, se pueden mover por todo el recipiente que las contiene y solamente interaccionan cuando están muy próximas entre sí, en el momento en el que chocan. Un gas adopta la forma del recipiente que lo contiene y tiende a ocupar todo el volumen disponible”. (Muñoz, 2014).

“Calor latente: Cuando una sustancia se funde o se evapora absorbe cierta cantidad de calor llamada calor latente, este término significa oculto, pues existe aunque no se incremente su temperatura ya que mientras dure la fusión o la evaporación de la sustancia no se registrará variación de la misma.

Calor latente de fusión: Para que un sólido pase al estado líquido debe absorber la energía necesaria a fin de destruir las uniones (romper los enlaces) entre sus moléculas. Por lo tanto mientras dura la fusión no aumenta la temperatura.

Calor latente de solidificación: Lo contrario de la fusión es la solidificación, la cantidad de calor requerida por una sustancia para fundirse, es la misma que cede cuando se solidifica”. (Brown, 2014).

“La parafina es una mezcla de alcanos que se encuentra en la naturaleza y en los residuos de la destilación del petróleo. La parafina tiene un punto de fusión medio de aproximadamente 54,5 °C. Las parafinas presentan una temperatura de fusión que es función del número de carbonos en la cadena molecular”. (Chang, 2007).

Objetivos:
-Determinar la temperatura de fusión de la parafina a una atmosfera de presión.
-Observar el comportamiento de la temperatura en el cambio de fase de la parafina.
-Determinar el calor proporcionado por la fuente de energía (mechero).

Materiales:
1 Balanza, 1 Base de varilla soporte, 1 Soporte de rejilla, 1 Rejilla de amianto, 1 Pinzas de bureta, 1 Mechero, 1 Tubo de ensayo, 1 Tapón Bihoradado, 1 Vaso precipitado de 600 ml, 1 Termómetro de 110ºC, 1 Cronometro, 1 Agitador y 1 Pinzas mariposa.

Reactivos:
Agua y Parafina.

Metodología:
Se tomó el tubo de ensayo para pesarlo, luego el tubo fue llenado un 1/3 de parafina (cortada en cuadritos) y fue pesado nuevamente para obtener la masa de la parafina. Luego se preparó el baño maría con un vaso precipitado (con agua) que fue colocado en el soporte universal, para ser calentado con la ayuda del mechero hasta una temperatura de 30ºC. Al terminar la espera se colocó el tubo de ensayo (con parafina) en el baño maría y se observó el proceso de fusión, se fue registrando el tiempo con su respectiva temperatura hasta que se encontró su forma líquida (punto de fusión) (Tabla 1).

Después se esperó a que la parafina se calentara 10ºC más para retirar el fuego, siguiendo registrando el tiempo y su temperatura hasta llegar a una parafina solida (punto de solidificación) (Tabla 2).

Resultados:
“Encontrando el punto de fusión (solido-liquido).”

Tabla 1: Tiempo transcurrido y Temperatura que obtuvo la parafina en cada minuto. La aparición de la primera gota líquida de la parafina fue en el minuto 10 a 40ºC, siendo el punto de fusión en el minuto 16 a 54ºC y el transcurso de espera al calentar 10ºC más fue en el periodo de tiempo de 17 a 20 min.

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