Practica5. “Determinación Experimental De La Presión De Vapor De Un Liquido”.

Resumen.

Para el desarrollo de esta practica se instalo un dispositivo que constaba de un manómetro de mercurio conectado a una bomba de vacío y a un matraz con un líquido , después se encendió la bomba de vacío y se fijo a una presión de 31.3 cmHg después se comenzó a calentar el matraz con ayuda de un mechero bunsen y se midió la temperatura a la que alcanzaba su punto de ebullición elliquido a dicha presión, por ultimo se repitió este experimento 10 veces anotando los datos de temperatura para cada presión que marcaba el manómetro en mmHg.

Objetivos.
* Determinar experimentalmente la presión de vapor de líquidos puros a distintas temperaturas de ebullición, modificando la presión del sistema.

* Determinar la relación existente entre la presión de vapor y latemperatura en líquidos puros.

Introducción teórica.
La presión de vapor es la presión de un sistema cuando el sólido o líquido se hallan en equilibrio con su vapor.
Los vapores y los gases, tienden a ocupar el mayor volumen posible y ejercen así sobre las paredes de los recintos que los contienen, una presión también llamada, fuerza elástica o tensión. Para determinar un valor sobre esta presión  sedivide la fuerza total por la superficie en contacto.
La regla de fases establece que la presión del vapor de un líquido puro es función única de la temperatura de saturación.
Lo cual podría estar relacionado con cualquier otra propiedad intensiva de un líquido saturado ( o vapor), pero es mucho mejor relacionarla directamente con la temperatura de saturación.
¿Cómo se relaciona?
La presión devapor de un líquido se relaciona con la temperatura por medio de la ecuación de Claussius Clapeyron, sin embargo existen muchas ecuaciones que estudian esta propiedad de los fluidos, pero de todas maneras estas ecuaciones pueden referirse a la ecuación de Clapeyron:
Ln P2/P1 = (DH/R) vaporización   (1/T1-1/T2)
Esta ecuación mediante pasos matemáticos, puede convertirse en:
Ln Pvp = A+B/T
Lagráfica  del logaritmo de la presión del vapor y el reciproco de la temperatura absoluta es una recta. La ecuación anterior no es una mala aproximación pero en general esta curva realmente tiene unas curvaturas pequeñas que muestran así que esta aproximación tampoco es la mejor. Estas curvas las observamos exagerando un poco el dibujo, de la siguiente manera:

debemos tener en cuenta que estaecuación no es aplicable a temperaturas inferiores al punto de ebullición normal.
¿Cómo se estima la presión del vapor?
* En intervalos de baja presión: 10 a 1500 mmHg se estima por varios métodos unos de los cuales son:
El método de estimación de Frost-Kalkwarf-Thodors, es el mejor para compuestos orgánicos, el cual se hace  por medio de  Cálculos de tipo iterativo, y arroja un máximo porcentajede error medio de 5.1%
El método de Riedel-Plank-Miller es el mejor para compuestos inorgánicos y además es fácil de usar, este arroja un máximo porcentaje de error medio de 5.2%
* En intervalos de alta presión: 1500 mmHg hasta la presión critica también existen varios métodos de los cuales mencionare algunos:
El método de estimación reducida de Kirchhoff, el cual no es muy exacto pero esmuy fácil de usar, este arroja un máximo porcentaje de error medio de 3.2%
El método de estimación de Frost-Kalkwarf-Thodors, para intervalos de alta presión  también requiere de cálculos iterativos, sin embargo es muy bueno y  arroja un máximo porcentaje de error medio de 1.5%
Estos métodos anteriores son métodos trabajados con ecuaciones reducidas  para los cuales era necesario conocer tc, pc,tb.. pero existen muchísimos método diferentes tanto con ecuaciones reducidas como con ecuaciones semirreducidas y sin reducir.
Para mirar un ejemplo de presión de vapor aplicada a tuberías es bueno analizar un poco las plantas productoras de petroquímicos y refinerías, ya que estas requieren de muchos servicios como: vapor de agua (enfriamiento, servicio, proceso), aire de instrumentos,...