practica de fisico quimica mediante clausius-clapeyron

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Scientia et Technica Año XVI, No 49, Diciembre de 2011. Universidad Tecnológica de Pereira. ISSN 0122-1701

Determinación del calor de vaporización del agua
Determining the Enthalpy of Vaporization of Water
Luís Guillermo Ríos A1.
Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira, Colombia
luis@utp.edu.co
Resumen— En el presente artículo1 se discute el cálculo
directo del calor devaporización del agua utilizando la
Ecuación de Clausius-Clapeyron contra el cálculo del mismo a
partir de la anterior combinada con la Ecuación de Antoine.
Se observa el hecho de que en el primer caso no se obtiene un
valor confiable para la entalpía de vaporización de la
mencionada sustancia pura.
Palabras clave— Calor de Vaporización, Ecuación de
Clausius-Clapeyron, Ecuación de Antoine,Presión de Vapor
de un Líquido Puro.
Abstract— This paper deals with determining the enthalpy of
vaporization of water using on the one hand the ClausiusClapeyron equation, and on the other hand both the former
one as well as the Antoine equation. It is highlighted the fact
that in the fist case no value of the enthalpy of vaporization of
that pure substance which is reliable is obtained.
Key Word— Heat of Vaporization, Clausius-Clapeyron
Equation, Antoine Equation, Vapor Pressure of a Pure
Liquid.

I. INTRODUCCIÓN
En un artículo anterior, el autor ya había abordado el tema
de la Ecuación de Antoine [1]: En los numerales 2 y 3 se
describió la forma en la cual se podían obtener
experimentalmente las tres (3) constantes involucradas en
la mencionada ecuación, y en el numeral 5 sedio un
ejemplo del cálculo del calor de vaporización del agua. Sin
embargo, el énfasis de dicho artículo estaba dirigido hacia
la obtención de las curvas de equilibrio vapor-líquido para
mezclas binarias ideales que van a experimentar una
operación
física
conocida
como
destilación.
Posteriormente se obtuvieron tales curvas de equilibrio
para sistemas binarios altamente no ideales talescomo el
sistema EtOH-H2O [2] [3] [4]. Es hora entonces de
regresar a la termodinámica de las sustancias puras tales
como el agua, solvente universal, para comparar dos
métodos de cálculo para el calor de vaporización, el
primero que utiliza la Ecuación de Clausius-Clapeyron,
contra el segundo que combina la anterior con la Ecuación
de Antoine.

1

II. ECUACION DE CLAUSIUS-CLAPEYRON.Esta ecuación representa las pendientes de las distintas curvas de
saturación en el diagrama de cambios de fase de una sustancia
pura, diagrama P-T. Para el caso de la curva de vaporización (ó
curva de condensación ó curva de presión de vapor del líquido ó
curva de equilibrio vapor(g)-líquido(f)) se tiene que:
H vap
 dP 



dT  f  g T (Vg  V f )




Fecha de Recepción: 25 deAgosto de 2011
Fecha de Aceptación: 16 de Noviembre de 2011



@ T  Tc H 2O : Vg  V f  Vg  V f  Vg

Vg 

nRT
P

(2)
(3)

Reemplazando (2) y (3) en (1):
H vap H vap P
 dP 




n RT 2
 dT  f  g T Vg

 H vap d T
 dP 


  d ln P  
RT 2
 P 



 P   H vap T2  T1
ln 2  
P 
R T1 T2
 1

R  1.9872

(4)
1
 H vap d 
T 
R



(5)

(6)

gcal
gmol K

A partir de (6):
ln P2  

 H vap  1 
 H vap
   ln P 
1
R  T2 
R T1
 

(7)

Agrupando los términos de la ecuación anterior se obtiene que:
ln Pvap 

A
A  BT
B 
T
T

(8)

A partir de (8) se puede obtener una expresión linealizada del
tipo [5]:
Y  bo  b1 X

Ingeniero Químico, M. Ing., MBA

(1)Scientia et Technica Año XVI, No 49, Diciembre de 2011. Universidad Tecnológica de Pereira.

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La cual es:

5069.0222

T (K ) 
ln(P

T ln Pvap  A  B T

vap

(10)

, mmHg)  20.1327

En la Tabla 1 siguiente se verifica la capacidad de la ecuación de
Clausius-Clapeyron obtenida, ecuación de fácil manejo
computacional dado que solo involucra dos (2) constantes, para...