Enfriamiento por evaporación de una mezcla binaria de disoluciones

Enfriamiento por evaporación de una mezcla binaria de disoluciones
Objetivo
Estudiar la variación de temperatura de una mezcla binaria de disoluciones cuando se produce su evaporación.
Introducción teórica
Cuando se produce un cambio de estado de una sustancia, es necesario que se produzca un intercambio de energía. En el caso de la evaporación, la energía se obtiene en forma de calor, y seextrae del ambiente que rodea la sustancia.
Cómo la energía requerida para que se produzca éste cambio de estado es característica de cada sustancia, estudiaremos la variación de la temperatura en distintas disoluciones, compuestas por diferencias concentraciones de acetona y etanol.
Determinación de variables
Las dos variables que estudiaremos son:
* Tiempo (en segundos), que es lavariable independiente.
* Temperatura de la mezcla (en grados centígrados), que es la variable dependiente.
Por otro lado, hay otras variables a tener en cuenta, las variables controladas:
* Temperatura ambiente y presión ambiental. En este caso, como disponíamos de un termómetro y barómetro electrónico, pudimos determinar que la presión ambiental era constante, de 101820 Pa; y la temperaturaambiente, también constante, era de 21.8 ºC.

* Superficie de papel de filtro usada (ya que una variación de ésta podría suponer errores en el sistema). Para mantenerla constante, recortamos todos los fragmentos de papel de filtro de modo que tengan las mismas medidas (4.3 x 2.3 cm).

* Tiempo de exposición del sensor a la mezcla. Cómo la variación de este tiempo podría modificar lacantidad de líquido absorbido por el papel, y por lo tanto causar errores, mantendremos este tiempo constante, fijándolo en 5 segundos

Material y productos
* Cinta adhesiva
* Sensor de temperatura
* 5 tubos de ensayo
* Tapones de goma
* Tijeras
* Pie metálico (2 unidades)
* Pinzas metálicas
* Barra metálica
* Vaso de precipitados de 1L
* Pipeta (± 0.05 ml)* Regla (± 0.5 mm)
* Papel de filtro (4.3 x 2.3 cm)
* Interfísie
* Ordenador con el programa Multilab

* Etanol
* Acetona
Procedimiento
Para empezar, prepararemos cinco disoluciones en los tubos de ensayo, con distintas concentraciones de etanol y acetona. Los productos tienen un porcentaje en volumen muy próximo al 100%, por lo que los consideraremos etanol y acetonapuros. Con una pipeta, succionamos las cantidades deseadas de etanol, y las introducimos en los diferentes tubos de ensayo (4 ml, 3 ml, 2 ml, 1 ml y 0 ml en los tubos 1, 2, 3, 4 y 5 respectivamente). Con otra pipeta distinta (para no contaminar la muestra), succionamos las cantidades deseadas de acetona, y las introducimos en los diferentes tubos de ensayo (0 ml, 1 ml, 2 ml, 3 ml y 4 ml en lostubos 1, 2, 3, 4 y 5 respectivamente).
Las disoluciones que habremos preparado tendrán las siguientes concentraciones:
* Tubo 1: 100% Etanol
* Tubo 2: 75% Etanol y 25% acetona
* Tubo 3: 50% Etanol y 50% acetona
* Tubo 4: 25% Etanol y 75% acetona
* Tubo 5: Acetona 100%
Cómo estos productos son muy volátiles, taparemos los tubos de ensayo con tapones de goma para que nose evaporen antes de lo que queremos.
Acto seguido, deberemos preparar un sistema para obtener correctamente los datos a la vez que minimizamos los errores. En primer lugar, montaremos los pies metálicos encima de la mesa de trabajo, y colocaremos la barra metálica entre ellos, sujetada con las pinzas metálicas. Esto nos servirá para soportar el sensor térmico con su cable. Debajo, colocaremosel vaso de precipitados, que nos servirá para para que no pueda haber corrientes de aire que influyan en los datos del experimento. Por último, conectaremos el sensor de temperatura a la interfísie, y ésta al ordenador.
Después, deberemos encender el ordenador, y abrir el programa Multilab. Antes de empezar a recoger datos, tendremos que configurar el programa para que tome los datos del modo...