Fisicoquimica

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL Escuela Nacional de Ciencias Biológicas

LABORATORIO DE FISICOQUIMICA II

Práctica No 1 “Destilación por arrastre de vapor”
1. Objetivo:
Separar una mezcla de butanol y agua, utilizando la técnica de destilación por arrastre de vapor. Obtener el peso molecular del butanol, basándose en las presiones de vapor.

2. Introducción:
Hay sustancias que soninsolubles en agua y tienen puntos de ebullición mayores a los 100°C, para ser separadas se les hace circular una corriente de vapor de agua y cuando ésta se condensa, la sustancia volatilizada se separa de la porción acuosa. Dos líquidos no solubles ejercen sus presiones de vapor independientemente y si están en mezcla, destilarán cuando la suma de sus presiones iguale a la atmosférica. La Ley deAvogadro expresa que volúmenes iguales de gases ideales bajo las mismas condiciones de presión y temperatura contienen el mismo número de moléculas, esto es que el número de moléculas que destilan es igual a su presión de vapor en la mezcla. Esto puede representarse con la siguiente ecuación:

= Presión de vapor componente A = Peso Molecular componente A = masa componente A

= Presión de vapor delcomponente B = Peso Molecular componente B = masa componente B

3. Materiales:
    Aparato de destilación por arrastre de vapor Mechero 2 probetas de 25 ml Embudo de separación

Robreño González Miguel Ángel Santiago Rico Liliana

Grupo: 3IV1

Equipo: 2

Sección: 1

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DatosExperimentales Temperatura Ebullición: 79°C Volumen H2O: 2.40 ml Volumen Butanol: 5 ml PM agua: 18 g/mol Patm= 585 mm Hg P°agua= 341.48 mm Hg Densidad agua: 1 g/cm3

Datos Teóricos PMbutanol= 74.124 g/mol Fórmula: CH3(CH2)2CH2OH Vagua= 30 ml Vbutanol= 10 ml Densidadbutanol= 0.811 g/cm3

Tabla 1 Datos experimentales

4. Resultados:
Una forma de alternativa de encontrar la presión de vapor delagua una temperatura dada es a partir de la ecuación de Clausius-Clapeyron que nos dice:

En donde: P2: Presión a una temperatura dada P1: Presión en condiciones estándar (1atm) R: Constante de los gases Heva: calor de evaporación T1: Temperatura en condiciones estándar (100 oC) T2: Temperatura problema. Pero para conocer el calor de evaporación utilizamos la ley de Trooton, la cual esespecífica para la transición liquido-gas y esta señala: Donde el valor de la entropía de vaporización es de 21 UE/mol, y realizando un despeje se puede conocer su calor de transición ya que se conoce su temperatura de ebullición del agua en condiciones estándar que es de 100 oC (373.15 K).

Después de encontrar el valor de calor de evaporización del agua se procede a determinar su presión a unatemperatura de 79 oC (352.15 K). Que dando lo siguiente:

Robreño González Miguel Ángel Santiago Rico Liliana

Grupo: 3IV1

Equipo: 2

Sección: 1

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Atm Después se realiza una conversión de atm a mm de Hg para que sea más factible de manejar al momento de estar realizando las siguientesoperaciones. Dando como resultado una presión de vapor de 404.41159 mm de Hg. Se procede a determinar el peso molecular experimental del butanol Primero debemos obtener la presión de vapor del alcohol, utilizando la siguiente ecuación: Donde P°A= Presión de vapor del agua P°B= Presión de vapor del butanol PT= Presión atmosférica Entonces tenemos

P°B= 585 – 404.41159 P°B= 180.58841 mm Hg Asimismocon la densidad del butanol, obtendremos la masa

m= (0.811 g/ml) (5 ml) m= 4.055 g Con la masa del butanol y su presión de vapor, a través de la fórmula de la Ley de Avogadro calcularemos el peso molecular experimental:

Despejando el PMB

5. Análisis de Resultados
Durante el desarrollo se la practica se efectuaron algunos cambios, uno de ellos fue el liquido a separar que anteriormente...