Presion De Vapor

Resumen
El propósito de la práctica es la determinación de los calores de vaporización de dos sustancias puras, agua y etanol, a partir de datos experimentales donde se midieron presión y temperatura. Estos datos se generaron a partir de un procedimiento en el cual, en un sistema cerrado, se sometió la sustancia a calentamiento y una presión de vacío, sucesivamente se hacían lecturas detemperatura y presión, variando la presión de vacío hasta llegar la presión atmosférica. Luego compararon los datos obtenidos con datos teóricos, hallados a partir de la ecuación de Antoine, después se realizaron cálculos de las constantes de Antoine con los datos experimentales. Por último se calcularon los calores de vaporización de las sustancias utilizando las ecuaciones de Clapeyron y deClausius-Clapeyron.
Abstract
The purpose of the practice is the determination of the heats of vaporization of two pure substances, water and ethanol, starting from experimental data where pressure and temperature were measured. These data were generated starting from a procedure in the one which, in a closed system, underwent the substance heating and a vacuum pressure, successively readings of temperatureand pressure were made, varying the vacuum pressure until arriving the atmospheric pressure. Then they compared the data obtained with theoretical data, found from Antoine's equation, later they were carried out calculations of Antoine's constants with the experimental data. Lastly the heats of vaporization of the substances were calculated using the equations of Clapeyron and ofClausius-Clapeyron.
Introducción
Presión de vapor
En el equilibrio la presión del vapor es independiente de la cantidad de la cantidad de líquido y vapor presentes en tanto ambas fases existen en equilibrio mutuo a la temperatura especificada.
A medida que la temperatura aumenta, va aumentando la presión de vapor hasta llegar a un punto crítico en el cual el sistema de dos fases se convierte en un fluidohomogéneo de una fase.
Si la presión sobre el líquido permanece invariable, entonces puede calentarse el líquido hasta una temperatura a la que la presión del vapor iguala la presión externa. En este punto ocurrirá la vaporización por la formación de burbujas en el interior de líquido y en la superficie; este es el punto de ebullición del líquido a la especificada presión externa.
El equilibrioentre un líquido y su vapor se puede expresar:
Xa=Ya (P,T)
Se puede demostrar por la termodinámica que existe una relación definida entre los valores de P y T en equilibrio que viene dado por
dPdT=∆S∆V
En la ecuación anterior, dP y dT significan variaciones infinitesimales en P y T para un sistema en equilibrio, compuesto de una sustancia pura existente siempre en ambas fases; ΔS y ΔV indicanla variación en S y V cuando una fase se transforma en otra a P y T constantes. Puesto que el cambio de estado es isotérmico y ΔG es cero, ΔS puede ser sustituido por ΔH/T
dPdT=∆HT∆V
Las ecuaciones anteriores se conocen como ecuación de Clapeyron, expresión exacta que puede ser aplicada a los equilibrios de fases de toda clase. Puesto que el calor de vaporización ΔHv es positivo y ΔV es positivopara una vaporización, se deduce que la presión de vapor debe crecer al aumentar la temperatura.
Para el caso de los equilibrios vapor-liquido en el intervalo de presiones de vapor inferiores a 1 atm, puede admitirse que el volumen molar de líquido Vl es despreciable en comparación con el gas Vg, de suerte que ΔV = Vg. Esta suposición es valedera en la región de bajas presiones, puesto que Vl esde ordinario solamente unas décimas de uno por ciento de Vg. Así obtenemos:
dPdT=∆HvT∆Vg= ∆Hv(RT2/P)Z
Puesto que d lnP = dP/P y d(1/T) = -dT/T2, podemos expresar la ecuación anterior de la forma
d lnPd(1/T)=-∆HvRRTPVg=-∆HvRZ
A partir de la integración de la expresión anterior, al integrar se debe tener en cuenta la dependencia de ΔHv/Z con la temperatura. Puesto que tanto ΔHv como Z...