Determinación De La Presión De Vapor Y La Entalpia De Vaporización De Agua.

Informe de laboratorio N°3
Determinación de la presión de vapor y la entalpia de vaporización de agua.

Alumno: Javiera Francisca Canales Cuevas
Carrera: Química ambiental
Cuenta: javiera.canales.c@ug.uchile.cl

Introducción
El calor de fusión es la cantidad de calor suministrado para hacer pasar alguna sustancia de estado sólido a líquido sin incrementar su temperatura. A presiónconstante este es equivalente a la entalpía de fusión la cual se define como la cantidad de energía que se necesita para que un mol de elemento que se encuentre en su punto de fusión pase a estado líquido (1). La ecuación que nos permite calcular esto es ecuación 1
Magua CP agua (TF – T3)+ K (TF - T4) = M hielo CP hielo (TF - T4 )+ ΔHF
Donde Cp es capacidad calorífica, T3 su temperatura, Kla constante del calorímetro, T4 temperatura del hielo.
Para calcular K utilizamos ecuación 2 K = [M2 Cp agua (T-T2)/(T1-T)]-M1 Cp agua , Donde T es temperatura en equilibrio. Esta ecuación se deriva de ecuación 3
Q cedido del calorímetro + Q cedido del agua = Q absorbido por el hielo
La constante debe calcularse previa al experimento en si por lo que el experimento consta de 2 fases elprimer objetivo es calcular K y luego ΔHF.
Resultados brutos obtenidos
Tiempo (s) | Temperatura Agua (°C) |
0 | 17,7 |
20 | 18,3 |
40 | 18,5 |
60 | 18,6 |
80 | 18,7 |
100 | 18,7 |
120 | 18,8 |
140 | 18,8 |
160 | 18,9 |
180 | 18,9 |
200 | 18,9 |
220 | 18,9 |
Tabla [ 1 ]agua fria sobre agua caliente
Tiempo (s) | Temperatura Agua (°C) |
0 | 17,2 |
20 | 17,9 |
40| 18,2 |
60 | 18,3 |
80 | 18,4 |
100 | 18,4 |
120 | 18,4 |
140 | 18,5 |
160 | 18,5 |
180 | 18,5 |
200 | 18,6 |
220 | 18,6 |
Tabla [ 2 ]agua fria sobre caliente segundo intento

Tabla [ 3 ]masas y temperaturas
Parámetro | Muestra 1 | Muestra 2 |
Temperatura Agua Caliente (°C) | 31,8 | 32,9 |
Masa Agua Caliente (g) | 29,71 | 27,51 |
Temperatura Agua Fría (°C) | 0,3 |0,3 |
Masa Agua Fría (g) | 34,38 | 32,46 |
Temperatura Equilibrio (°C) | 18,6 | 18,9 |




Tabla [ 4 ] hielo sobre agua ambiente
Tiempo (s) | Temperatura Agua (°C) |
0 | 18 |
30 | 17,9 |
60 | 17,8 |
90 | 17,8 |
120 | 17,7 |
150 | 17,7 |
180 | 17,7 |
210 | 14,8 |
240 | 9,8 |
270 | 9,6 |
300 | 8,9 |
330 | 9 |
360 | 9,1 |
390 | 9,2 |
420 | 9,3 |
450 |9,5 |
480 | 9,6 |
510 | 9,6 |
540 | 9,6 |






Análisis de datos

grafico [ 1 ] antes del hielo
Ecuación de la función: Y = 17.95 -0.0016X

grafico [ 2 ]después del hielo
Ecuación de la función: Y = 9.11 + 6.96X
Al tomar el corte en el eje y de las dos funciones obtenemos las temperaturas finales e iniciales.
Para calcular K con la ecuación 2
K = 34.38 * 1[(16.6-0.3)/ (31.8- 18.6)]-29.71 = 17.95 cal/g°
Y ahora se puede calcular el calor de fusión del hielo con la ecuación 1
Q = 17.95 *( 17.95 -9.11) + 1 *( 17.95 -9.11)* 52.49 =622.68 cal
Luego dividimos por la masa del hielo para saber el calor absorbido por cada gramo
622.68 cal /8.06g = 77.2 cal/g que corresponde al calor de fusión del hielo.


Discusión
El error comparado79.80cal/g que reporta la literatura2es del 3.2% lo cual es muy aceptable. Se utilizó el valor obtenido mediante los gráficos para calcular K, ya que este método arrojaba un porcentaje de error menor y mas aceptable por lo que podemos deducir que el error asociado es directamente provocado por el estado del material de laboratorio.
Si consideramos el agua dentro del calorímetro como un conjunto demoléculas que se mueven en forma aleatoria y le asignamos una temperatura T .Podemos decir que el hielo es un conjunto de moléculas igual que el agua pero con su movimiento traslacional restringido ya que su temperatura es menor a T y la energía cinética solo depende de su temperatura. Al introducir el hielo en el agua a T ocurre un traspaso de energía cinética del agua al hielo, siempre de mayor...