Determinación De La Presión De Vapor Y Entalpía De Vaporización Del Agua

Universidad de Chile.
Facultad de Ciencias.
Departamento de Química.
Carrera de Ingeniería en Biotecnología Molecular.








Informe de Laboratorio Nº1:
“Determinación de la presión de vapor y la entalpía de vaporización del agua”















2. Resumen.

La finalidad de este práctico consistió en la determinación experimental de la presión de vapor de agua adiferentes temperaturas y la entalpía de vaporización del agua. Para esto, se utilizó una metodología basada en el registro de volumen de gas “atrapado” en una probeta invertida, sumergida en un vaso precipitado, a intervalos de temperatura entre 80 y 40ºC, y a 4,5ºC, a una presión atmosférica de 948,3 hPa. Se observó que a mayor temperatura, mayor presión de vapor, esto pues la temperaturaincrementa la energía cinética en el líquido y por ende sus moléculas tienden a escaparse aún más de su estado, aumentando la presión de vapor de agua. La entalpía de vaporización fue calculada a partir de la ecuación de Clausius-Clapeyron, resultando 9.6 kcal/mol.


3. Introducción.

Los sistemas tienden al desorden. Desde este punto de vista, si consideramos un líquido en un recipiente cerrado,sus moléculas se encuentran en constante agitación y tienden a “escaparse” de su estado, es decir, se evaporan, de tal manera que ejercen una presión dentro del recipiente cuando el aire se encuentra saturado de vapor. Estamos hablando de la presión de vapor, que hace referencia a un equilibrio dinámico entre moléculas que se están condensando y otras que se están evaporando.

En este mismoámbito, podemos introducir otro concepto, la entalpía de vaporización, que se define como el calor necesario para que se evapore un mol de líquido a una presión constante P y a una temperatura T [1]

Entender fenómenos como estos constituye la base para el estudio de los diferentes estados de la materia y sus interacciones entre sí y cómo se ven afectados por factores externos, como la temperatura.El objetivo fundamental de este práctico es la determinación experimental de la presión de vapor y entalpía de vaporización del agua, y será a través de este informe que se entregarán los resultados obtenidos y los análisis respectivos.

En el desarrollo del trabajo, se considerará un comportamiento ideal de los gases, de acuerdo a la ecuación de los gases ideales:

PV = nRT (1)donde: P = presión en atmósferas n = número de moles
V = volumen en litros T = temperatura en grados Kelvin
R = constante de los gases ideales (1,987 cal/mol·K)

Para calcular la entalpía de vaporización se utiliza la ecuación de Clausius-Clapeyron, que se relaciona con la transición de cambios de estado determinados.

Ln (Pv) = -[pic]Hv · 1 + c (2)R T

donde: Pv = presión de vapor de agua [pic]Hv = entalpía de vaporización del agua
T = temperatura en grados Kelvin R = constante de los gases ideales

Además, para que el sistema esté en equilibrio, se asumirá que la presión atmosférica corresponde a la suma de la presión parcial del aire y la presión de vapor del agua.

PH2 0 = Patm – Paire (3)4. Parte Experimental.

4a. Materiales.

- Probeta (10 ml).
- Vaso precipitado.
- Varilla de vidrio.
- Termómetro digital.
- Soporte formado por una varilla y un tapón.
- Elásticos.
- Mechero de Bunsen.
- Trípode con gradilla de asbesto.
- Pinzas de madera.

4b. Procedimientos.

Primero fijamos con un par de elásticos la probeta al soporteformado por una varilla y un tapón. Luego, llenamos la probeta con agua hasta dejar 2,0 ml libres, de tal manera que al taparla con el dedo e invertirla hubiese una burbuja de aire en la parte superior. Sumergimos el sistema a un vaso precipitado con agua, cuidando que la probeta quedara a 1 cm aprox. de distancia del fondo y que la cantidad de agua fuese suficiente para cubrirla completamente;...