Determinacion Del Calor De Vaporizacion De Un Liquido Metodo Dinamico O De Ramsay – Young

DETERMINACION DEL CALOR DE VAPORIZACION DE UN LIQUIDO METODO DINAMICO O DE RAMSAY – YOUNG

* INTRDUCCION

Cuando un recipiente cerrado que contiene un líquido, comienza a calentarse, algunas de las moléculas del líquido vencerán las fuerzas de atracción entre ellas y pasarán a la fase gaseosa, ocupando todo el recipiente y aumentando la presión en las paredes de éste. Esto continúa hastaque se equilibran las fases líquidas y gaseosas, el equilibrio se produce ya que al estar en un recipiente cerrado, algunas de las moléculas que escaparon vuelven a chocar con el líquido, es en este momento, que las fases pasan a llamarse vapor saturado y líquido saturado. En teoría, la presión de vapor que encontraremos en el recipiente sólo dependerá de la temperatura.

Si se desea conocer lacantidad de calor que se está traspasando en este proceso, entonces lo que busco es la entalpía de vaporización, para este caso específico, se llama calor de vaporización. Una forma conveniente de encontrar este valor es medir la presión de vapor del líquido a distintas temperaturas. El agua, como sabemos, posee puentes de hidrógeno, por lo cual se espera que sea la causa de un valor de entalpíamás alto que otros líquidos sin puentes de hidrógeno.

En este laboratorio el objetivo que buscamos fue medir el calor de vaporización del agua, a partir de la medición de sus presiones de vapor. Las mediciones de vapor de agua no se hacen de manera directa, sino que se deducen a partir de las presiones de una muestra de aire, tal como lo relaciona la ecuación (2).

Finalmente con la ecuaciónde Clausius-Clapeyron (3), y el gráfico de los datos de logaritmo de la presión del agua versus 1/T, podremos obtener el valor de la entalpía de vaporización para el agua.

Para que esto sea posible necesitamos las siguientes fórmulas:

* Ley del gas ideal : PV = nRT (1)

* Presión del agua: P agua = P atm – P aire (2)

* Ecuación de Clausius-Clapeyron:lnP1P2=ΔHvR(1T2-1T1) (3)

* Relación de la entalpía con el valor de la pendiente:

Δ Hv = mR (4)

* Estimación del error:

Valor teórico – Valor experimental x 100%Valor teórico (5)

* ANALISIS DE DATOS

A partir de los datos obtenidos de manera experimental, se encontrará la presión devapor del agua y su entalpía de vaporización. Para que esto sea posible es necesario primero, graficar los datos obtenidos, de la siguiente manera: ln (presión de vapor) vs. 1/T.

Los datos para una mejor visualización se han ordenado en la siguiente tabla:

Temperatura [K] | Volumen [L] | Presión del aire[atm] | Presión del agua [atm] | Ln(presión del agua) | 1/Temperatura(K-1) |
353,15 |7,3 x 10-3 | 0,449 | 0,501 | -0,543 | 2,83 x 10-3 |
348,15 | 6,3 x 10-3 | 0,513 | 0,437 | -0,828 | 2,87 x 10-3 |
343,15 | 5,6 x 10-3 | 0,568 | 0,382 | -0,962 | 2,91 x 10-3 |
338,15 | 4,8 x 10-3 | 0,654 | 0,296 | -1,217 | 2,95 x 10-3 |
333,15 | 4,6 x 10-3 | 0,672 | 0,278 | -1,280 | 3,00 x 10-3 |
328,15 | 4,1 x 10-3 | 0,743 | 0,207 | -1,575 | 3,04 x 10-3 |
323,15 | 3,9 x 10-3 | 0,769 |0,181 | -1,709 | 3,09 x 10-3 |
Tabla 2. Valores de la presión del aire y del agua obtenidos a partir de los datos experimentales.

Figura 2: Gráfico de ln de la presión del agua versus temperatura-1

El ajuste de datos se hizo por regresión lineal, la ecuación de la recta es y = -4368,11238x + 11,75175, la pendiente tiene un error correspondiente a 290,635.

* ESQUEMA de la PRÁCTICA

*COMENTARIO:

Como se planteó al principio de este informe, los objetivos de esta actividad fueron determinar la presión de vaporización y valor de la entalpía de vaporización del agua.

Como la presión de vapor de un líquido que se encuentra en un recipiente cerrado es sólo una función de la temperatura, era de esperar que al ir enfriando nuestro sistema de 80º C a 50ºC, la presión de vapor...