Universidad Nacional Autnoma de MxicoFacultad de Qumica

Departamento de Fisicoqumica Laboratorio de Equilibrio y Cintica

Practica 3: Equilibrio Liquido-Vapor,Presin de Vapor y Entalpia de Vaporizacin del Agua

Aguirre Lpez Brenda JacquelineMartnez Jimnez PabloMedina Garca Luis Enrique

Grupo: 36

Profesora: Victoria Dinorah Verdejo Coss y Len

2014 II

Objetivo:Comprender e interpretar el significado de las variables termodinmicas involucradas en la ecuacin de Clausius-Clapeyron, para aplicarlas en la determinacin de la entalpa de vaporizacin de una sustancia.

Procedimiento:

Se coloca en una probeta un poco de agua y se voltea sobre un matraz con agua a fin de obtener una burbuja de aire de aproximadamente 13 mLSe coloca un contrapeso o se fija la base de la probeta con cinta a la orilla del matrazSe sumerge en el matraz la resistencia elctrica y se conecta, hasta que se llegue a una temperatura alrededor de 70C

Los datos obtenidos se colocan en la tabla hasta obtener un total de 20 pares de datos (temperatura, volumen)Se registra el volumen de gases que se tiene en la probeta y se toma la lectura de la temperatura cada que el gas disminuya su volumen de 2 a 4 mLUna vez que el termmetro indica una temperatura cerca delos 70C se desconecta la resistencia.

Se registra el volumen que se tiene en la temperatura cercana a los 0C y la presin baromtrica para hacer los clculos necesarios para llenar la tabla de resultados.

Una vez obtenidos los datos, se agrega de forma rpida hielo hasta que se tenga una lectura en el termmetro cercana a los 0C

Resultados:

EventoT (C)Vexp (mL)T (K)Vaire calculadoVvap calculadoY (aire)Y (vapor)Pparcial aire (mmHg)Pvap agua (mmHg)1/T (1/K)lnvap

17521.6348.1514.52487.07510.67240.3275392.903191.3940.0028725.2543

270.521.2343.6514.33706.86290.67620.3237395.142189.1550.0029095.2425

36920.8342.1514.27456.52540.68620.3137400.983183.3140.0029225.2112

468.220.4341.3514.24116.15880.69800.3019407.889176.4080.0029295.1727

567.620340.7514.21615.78380.71080.2891415.316168.9810.0029345.1297

667.319.6340.4514.20355.39640.72460.2753423.419160.8780.0029375.0806

765.819.2338.9514.14105.05890.73650.2634430.335153.9620.0029505.0367

865.318.8338.4514.12014.67980.75100.2489438.843145.4540.0029544.9798

964.418.4337.5514.08254.31740.76530.2346447.191137.1060.0029624.9207

1063.518336.6514.04503.95490.78020.2197455.910128.3870.0029704.8550

1162.117.6335.2513.98663.61330.79460.2053464.332119.9650.0029824.7872

1260.417.2333.5513.91573.28420.80900.1909472.721111.5760.0029984.7147

1358.316.8331.4513.82812.97180.82310.1768480.930103.3670.0030174.6382

1456.516.4329.6513.75302.64690.83850.1614489.98494.31330.0030334.5466

155416327.1513.64872.35120.85300.1469498.42585.87260.0030564.4528

1653.815.6326.9513.64031.95960.87430.1256510.89273.40490.0030584.2959

1753.515.2326.6513.62781.57210.89650.1034523.85660.44150.0030614.1016

1851.614.8324.7513.54851.25140.91540.0845534.88549.41270.0030793.9002

1949.914.4323.0513.47760.92230.93590.0640546.86537.43250.0030953.6225

2048.514321.6513.41920.58070.95850.0414560.05224.24550.0031083.1882

Clculos.En forma experimental se determin las variaciones de T(C) y volumen (ml), la temperatura la pasamos a kelvin, para determinar el Vaire.Para calcular el Vvap = Vexp- Vaire.Ejemplo.Vvap=21.6 -14.5248= 7.0751Para calcular elY (aire)= Vaire / Vexp.Ejemplo.Y (aire)=14.5248/21.6= 0.6724Para calcular elY (vapor)=1- Y (aire)Ejemplo.Y (vapor)=1-0.6724=0.3275Para calcular elPparcial aire (mmHg)= Y (aire)*584Ejemplo.Pparcial aire (mmHg)=0.6724*584=392.903Para calcular elPvap agua (mmHg)= Y (vapor)*584Ejemplo.Pvap agua (mmHg)= 0.3275*584=191.394Para calcular el 1/T =1/T(K)Ejemplo.1/348.15=0.002872Para calcular ellnvap=In( Pvap agua)Ejemplo.lnvap=In (191.394)= 5.2543

Graficas:1. Trazar la grfica de presin de vapor (mmHg) en funcin de la temperatura absoluta (Grfico 1).

2. Trazar la grfica de ln presin de vapor (mm Hg) en funcin del inverso de la temperatura absoluta (Grfico 2).Cuestionario (anlisis de resultados):1.- Indicar qu gases se encuentran confinados en la parte superior de la probeta entre 30 c y70 c.A estas temperaturas se encuentra aire y vapor de agua.2.-Sealar cul es el gas dentro de la probeta cuando la temperatura es de 0c y explicar cul es la utilidad de esa determinacin.Al alcanzar la temperatura de 0 c solo hay aire, y por medio de la ley de charles nos permite calcular el volumen del aire a las temperaturas obtenidas experimentalmente y despus se puede obtener el volumen del vapor de agua con una resta simple, el volumen experimental menos el volumen del aire calculado anteriormente.3.- Explicar qu tipo de relacin existe entre la presin de vapor y la temperatura, de acuerdo al comportamiento que se observa en el grfico 1.Al ver el grfico presin -vapor vs temperatura y el grfico que compara la presin de vapor experimental con la terica (grafica adicional), se observa que la temperatura y la presin de vapor son proporcionales y tiene un crecimiento exponencial.4.- Analizar qu tipo de relacin se presenta entre el logaritmo natural de la presin de vapor del agua y el inverso de la temperatura absoluta (grfico 2). Expresar la ecuacin que describe el comportamiento de estos datos.Al ver el grfico pvapor vs temperatura y el grfico que compara la presin de vapor experimental con la terica (grafica adicional), se observa que la temperatura y la presin de vapor son proporcionales y tiene un crecimiento exponencial.5.- Explicar qu informacin proporciona la pendiente de la ecuacin establecida en el punto (4)e indicar sus unidades.

6.-Calcular la entalpa de vaporizacin del agua a partir de la pendiente del grfico 2.48.54 kj/mol7.- Comparar el valor de la entalpa calculada a partir de los datos experimentales con el reportado en la literatura y calcular el porciento de error. En caso de existir alguna diferencia, explicar a qu puede deberse.Error de 18 % yo pienso que se debe a las mediciones del volumen en la probeta, ya que en los valores finales la temperatura iba disminuyendo pero el volumen permaneca sin moverse.Conclusiones: enlaecuacin de Clausius-Clapeyron intervienen las variables termodinmicas necesarias para que pudiramos calcular la variacin de la entalpa de vaporizacin, en nuestra grfica de In Vap. contra 1/T obtuvimos que la pendiente (Hvap) es negativa y la ordenada al origen positiva por lo que podemos concluir que la transicin de fase del agua (liquido- vapor-gas) va en aumento si la temperatura disminuye.Manejo de Residuos:El nico reactivo utilizado en esta prctica fue agua en sus diferentes estados, esta puede reutilizarse en otros experimentos o verterse en la tarja.Lo que aprend:Brenda Jacqueline: Pude observar fsicamente la relacin que hay entre la presin de un gas y la temperatura que tiene el sistema, as mismo pude saber las claras diferencias que hay entre un gas y un vapor y los diferentes comportamientos que tienen dependiendo de las condiciones a las que sean sometidos, y el significado fsico de las propiedades termodinmicas de un vapor.Martnez Jimnez Pablo: En esta prctica aprend y comprob que la temperatura y la presin se relacionan y fue claro en el volumen del vapor de la probeta cuando aumento y disminuyo la temperatura tambin observar las diferencias que existe entre un vapor y un gas.Medina Garca Luis Enrique: Yo aprend que con la ecuacin de Clausius-Clapeyron se puede predecir donde se va a dar una transicin de fase determinando las la temperatura y la entalpa de vaporizacin.

Bibliografa:Qumica, Chang, 10ma. Edicin, Ed. Mc Graw Hill, Mxico 2010.Apuntes de Clase. Profesor Omar Hernndez Segura.Fisicoqumica, Chang, 3ra. Edicin, Ed. Mc Graw Hill, Mxico 2008.