Objetivo
Determinar experimentalmente la presión de vapor de líquidos
puros a distintas temperaturas de ebullición. Modificando la
presión del
sistema.
Determinar la relación existente entre la presión
de vapor y la temperatura en líquidos puros.
Alcance
Esta practica va dirigida a los estudiantes
para determinar la presión del vapor de
agua sometiéndola a varias temperaturas, así como también para conocer la
condición de equilibrio entre el líquido y el vapor.
Introducción
La presión de vapor de los líquidos
Esta presión es conocida como
presión saturada de vapor del
líquido correspondiente. Para un líquido cualquiera la
vaporización va acompañada de absorción de calor y la
cantidad de este, cuando se nos da una presión y una temperatura, con
las cuales se puede calentar cierto peso de líquido se conoce con el
nombre del calor de vaporización y es la diferencia de entalpía
de vapor y líquido, esto es, D Hv = Hr - Hl; donde D Hv significa el
calor de vaporización de las variables mencionadas, estas son las
entalpías de vapor y de líquido.
D Hv = D Ev + P D Vv
Cuando se miden las diferentes presiones y temperaturas de un líquido se
usan varios procedimientos para medir la presión de vapor de un
líquido, llamados estaticos y dinamicos. Para el primer
caso antes mencionado se deja que el líquido establezca su
presión de vapor sin que haya ninguna alteración, mientras que en
los dinamicos el líquido hierve, o se hace pasar una corriente
inerte degas a través del mismo. La presión ejercen las
moléculas de vapor en equilibrio con el liquido mismo a, una determinada
temperatura se llama presión de vapor del líquido.
La presión de vapor depende de la clase del líquido,
ademas del líquido mismo que se emplee; a veces este depende en
gran manera de la naturaleza que hay en las interacciones de las
moléculas del líquido; un compuesto como el agua tiene una
presión de vapor mas baja que el éter porque las
moléculas de agua tienen fuerzas de atracción intermolecular mayores
que las moléculas del éter.
VARIACIÓN DE LA PRESIÓN DE VAPOR CON LA TEMPERATURA
La presión de vapor de un líquido, es constante a una temperatura
dada, pero aumenta si lo hace la temperatura hasta el punto crítico del
líquido. Cuando se aumenta la temperatura es aumentada o mayor la
porción de moléculas, estas toman la energía necesaria
para hacer el cambio de líquido a vapor, y en consecuencia se precisa
mayor presión para establecer un equilibrio
entre el vapor y el líquido. Hay un
acensuó lento a bajas temperaturas, y luego uno muy rapido como puede observarse como aumento de la pendiente de las curvas. Esta variación de la presión de vapor con la
temperatura se expresa matematicamente con la ecuación de
Clausius-Clapeyron. Para la transición de líquidos a vapor
P es la presión a la temperatura T, D H= D Hv el calor de
vaporización de un peso dado de líquido,
y V1 = V l el volumen del
líquido, mientras que V2 = V g es el volumen delmismo pero de vapor. En
consecuencia, para la vaporización la ecuación de
Clausius-Clapeyron puede escribirse así
A temperatura no muy próxima a la crítica V l es muy
pequeña comparada con V g y puede despreciarse. Así a 100ºC,
Vg del agua es 1671cc por gramo, mientras que Vi es
solo 1.04 cc por gramo. Ademas si suponemos que el vapor se comporta
esencialmente como un gas ideal, entonces Vg por
mol viene dada por V g = RT/ P y la ecuación anterior se transforma en :
Esta ecuación es conocida como
ecuación de Clausius-Clapeyron.
Integrando esta nos queda de la siguiente forma:
Log10 P = - D Hv / 2.303 R ( 1/ T ) + C
Material
Desarrollo
Resultados
Cuestionario
Conclusiones
En la elaboración de este experimento estudiamos otro aspecto mas
de los líquidos, cabe mencionar que en el la practica anterior
estudiamos las propiedades de los líquidos; principalmente la
determinación de la viscosidad y la tensión superficial, ahora
entonces estudiamos la presión de vapor de un líquido puro, donde
se ven relacionadas implícitamente las características
anteriores. Es preciso mencionar que la presión de un líquido
sera diferente por las características antes mencionadas,
ademas se comprobó que los líquidos tienen un punto
crítico, o bien donde el vapor hierve y su presión también
se hace critica, es decir permanecen constantes y, comprendimos que a la
cantidad energía necesaria para cambiar de un estado líquido a
vapor se le llama entalpía de vaporización.
