Practica 3. Propiedades fisicas

ufeffPRÁCTICA 3: PROPIEDADES FÍSICAS II.TEMPERATURA DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN, VOLATILIDAD, TENSIÓN SUPERFICIAL.

PROPÓSITO
Al finalizar la práctica de laboratorio el estudiante debe estar en capacidad de determinar temperaturas de fusión y ebullición para diferentes tipos de sustancias a una presión dada. Además, el desarrollo de la parte experimental servirá para que el estudiante analice ycomprenda los factores que influyen en la determinación de propiedades tales como tensión superficial, volatilidad y capilaridad, a partir del conocimiento del tipo de atracciones que operan al interior de las sustancias y entre ellas (fuerzas Intra e Intermoleculares).

MARCO TEÓRICO
En general, la energía se define como la capacidad para realizar un trabajo. Todas las formas de energía soncapaces de efectuar un trabajo, pero no todas tienen la misma importancia a nivel químico. Entre las diferentes formas de energía están: la energía cinética, la energía potencial, la energía radiante, la energía térmica y la energía química.
El calor es la transferencia de energía térmica entre dos cuerpos que están a diferente temperatura. A su vez, la temperatura es una cantidad que determina ladirección en la que fluye de manera espontánea el calor. Éste siempre fluirá de un cuerpo de mayor temperatura a otro con menor temperatura.
Por lo general, la temperatura se mide con un termómetro (figura 1) que consiste de un tubo capilar conectado en un extremo a un bulbo de paredes delgadas el cual está lleno con un cierto líquido (comúnmente mercurio). A medida que la temperatura del bulbo seeleva, el líquido se expande y sube por el capilar. La altura que alcanza el líquido en el capilar depende proporcionalmente de la temperatura.

Figura 1. Termómetro
Para poner las marcas de la escala de un termómetro se escogen como referencia dos temperaturas. La altura de la columna de mercurio se marca después de que el termómetro está a cada una de las temperaturas de referencia. Luego, sedivide la distancia entre el par de marcas en un cierto número de unidades o grados, dependiendo de la escala usada. Las temperaturas de referencia que se emplean para fijar las escalas de temperatura más comunes son las del punto de congelación y de ebullición del agua.

Temperatura de fusión y calor de fusión
Cuando un sólido cristalino se calienta, sus átomos, iones o moléculas vibran conmás energía. En cierto momento se alcanza una temperatura a la que estas vibraciones alteran el orden de la estructura cristalina, el sólido pierde su forma definida y se convierte en un líquido. Este proceso se llama fusión y la temperatura a la que sucede es la temperatura de fusión del sólido a una presión determinada. El proceso inverso, la conversión de un líquido en sólido, se llamasolidificación o congelación y la temperatura a la que sucede temperatura de congelación de un líquido a una presión determinada. A la temperatura de fusión el sólido y el líquido coexisten en equilibrio.
Si se calienta uniformemente una mezcla sólido-líquido en equilibrio, la temperatura permanece constante mientras el sólido se funde (calor latente). Sólo cuando todo el sólido ha fundido, latemperatura empieza a ascender (calor sensible). De la misma manera, si extraemos calor uniformemente de una mezcla sólido-líquido en equilibrio, el líquido se solidifica a una temperatura constante. La cantidad de calor necesaria para fundir un sólido es la entalpía de fusión, ∆Hfus, expresada en unidades de energía/masa.

Evaporación y presión de vapor
La energía cinética de las moléculas de un líquidoestá cambiando continuamente a medida que chocan con otras moléculas. En cualquier instante, algunas de las moléculas de la superficie adquieren la suficiente energía para superar las fuerzas atractivas y escapan a la fase gaseosa ocurriendo la evaporación. La velocidad de evaporación aumenta a medida que se eleva la temperatura del líquido.
Si el líquido se encuentra en un recipiente...