ebullometria

EBULLOMETRIA COMPARADA
DISEÑO Y FABRICACION DE UNA CELDA DE PUNTO TRIPLE DE AGUA.


RESUMEN
Se diseñó y construyó una celda de punto triple del agua, basándose en el prototipo
publicado por Dr. D. Ambrose del National Physical Laboratory, NPL del Reino Unido.
El material empleado para su construcción es borosilicato, su costo es bajo, y tiene la
cualidad de que es fácil detrabajar por cualquier soplador de vidrio con experiencia. El agua
empleada esta doblemente destilada y su costo también es bajo.


INTRODUCCION
Actualmente los puntos fijos con los que se calibran los termómetros primarios de acuerdo a
la Escala Internacional de Temperaturas de 1990 se compran en el extranjero. Su alto costo
evita que sean usados para fines didácticos y crea unainsuficiencia técnica entre los
estudiantes de ciencias e ingeniería, que solo ven el modelo teórico o el concepto hablado.
Es posible hacer algunos puntos fijos en IPN, en particular del agua, aprender en el proceso
y después usarlos en la enseñanza e investigación.
El punto triple del agua se puede definir como aquel sistema en el cual coexisten las 3 fases
del agua al mismo tiempo: líquido,sólido y vapor, éste se puede localizar en un diagrama de
fases de Presión vs Temperatura como lo muestra la Figura 2.1.
En la figura anterior se puede observar distintas curvas, las cuales cada una corresponde a
una fase de equilibrio del agua, y entre las curvas se encuentra la región de una fase. 2
En la región en la cual las tres curvas de fase de equilibrio se cruzan se encuentra el puntotriple del agua el cual se forma a una presión de 611 Pa y una temperatura de 273.16 K, la
ley de fases indica que los grados de libertad se pueden conocer mediante la ecuación (1).

Gl = C – F + 2 (1)

En donde: Gl: Grados de libertad, C: Compuesto (en nuestro caso 1, que es el agua) y F:
Número de fases (en nuestro caso son 3 fases).
Por lo que, si se quiere conocer los gradosde libertad se tendría:

Gl = 1 – 3 + 2 = 0

Lo anterior nos indica que para una sustancia pura al tener sus tres fases coexistiendo al
mismo tiempo no hay grados de libertad, es decir, la presión y temperatura del sistema
quedan fijos. Esta característica de tener fija la temperatura y la presión del sistema siempre
y cuando haya una sustancia pura y tres fases, hace al punto tripledel agua un candidato
ideal para calibrar termómetros.
En la Escala Internacional de Temperaturas, el Kelvin se define como 1/273.16 de la
temperatura termodinámica del punto triple del agua y a éste se le asignó el valor de 273.16
K ó 0.01 °C.


METODOS Y MATERIALES.
Una celda de punto triple del agua es un recipiente en el cual se puede formar el punto triple
del agua, de unamanera aislada y totalmente reproducible. La celda de punto triple, por lo
regular es comercializada de dos formas, como se muestra en la figura 2.

Figura 2. Celdas de punto triple del agua: a) celda con gancho, b) celda sin gancho, ambas
con medidas para termómetros de resistencia de platino estándar.
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Cada tipo de celda tiene unprecio distinto: de 1500 dólares para celdas del tipogancho y de
2500 dólares para la celda de tipo sin gancho. No obstante el precio se eleva debido a que se
le adiciona el 15% de IVA, el costo de importación de la celda, así como si se fabrica de un
material en específico, haciendo, por cierto, imposible el de poder adquirir una celda
simplemente para propósitos pedagógicos en el laboratorio de Termodinámica I.

Impurezas en lasceldas
Una buena celda del punto triple del agua contiene únicamente agua y sus vapores. La
impureza que más preocupa al fabricante, es la presencia de aire en pequeñas o grandes
cantidades. Éstas ocurren durante el llenado y se deben a conexiones en mal estado, o bien al
sellado de la celda donde los capilares al sellarse dejan entrar aire. Nuestra celda tiene una
pequeña cantidad de...