Fisica
Páginas: 8 (1887 palabras)
Publicado: 15 de noviembre de 2010
Un método a microescala barato para medir la presión de vapor, variables termodinámicas asociadas y peso molecular.
Se puede aprender termodinámica, química de soluciones, enlazamiento intermolecular, la química de los gases y la determinación del peso molecular simplemente a partir de las mediciones de la presión de vapor. Esta versatilidad ha llevado a la publicación, en éstas páginas, demétodos para la medición de la presión de vapor. Sin embargo, aún el más simple de éstos métodos es muy caro para usarlo en una gran preparatoria urbana como la nuestra, mientras que los métodos a microescala existentes no son suficientemente cuantitativos. Ahora presentamos un método a microescala adaptado de Levinson y Russo, que es barato, cuantitativo, y útil de muchas maneras para enseñarquímica en escuelas secundarias.
Materiales y procedimientos
Alcohol desnaturalizado (95% de etanol, 5% de alcohol isopropílico), metanol (95%), pipetas bereladas, pipetas de vidrio graduadas y desechables (Kimble) de 1 ml, y los tuvos de cultivo Pyrex de 18 x 150-mm fueron obtenidos de Flinn, Scientific, Batavia, I.L. También fueron usados termómetros de alcohol (-20°C – 100°C), balanzas (quemidan hasta centígramos), placas eléctricas, y probetas graduadas de plástico de 100 ml, agua destilada, vasos de precipitado de 250 y 50 ml y botellas de refresco. Para el procesamiento de datos fueron usados: una computadora clon IBM (Pentium 200MHz) con una impresora Hewlett-Packard Deskjet 8700xi, y el programa de análisis gráfico (Vernier Software: Portland, OR). Las soluciones acuosas de losalcoholes fueron preparadas añadiendo un volumen conocido de alcohol a una probeta graduada y luego aforando a 100 ml. La fracción mol del agua fue calculada a partir de la concentración volumen/volumen corrigiendo para el volumen molar parcial del alcohol y del agua y para el 5% de impureza en el etanol.
El procedimiento para el agua fue el siguiente: el extremo de una pipeta graduada fue selladoa la flama (3-4 cm) donde comienzan las graduaciones. La pipeta se cortó y luego fue pulida a la flama a 8 cm del sellado, obteniendo así un microtubo graduado. El microtubo fue pesado (con exactitud de 2 posiciones decimales) y el peso fue registrado como W1. La punta de una pipeta berelada fue puesta dentro de un tubo lo suficientemente largo y delgado para alcanzar el fondo sellado delmicrotubo. Esta pipeta fue después usada para llenar el microtubo hasta la marca de 0 ml con agua destilada a temperatura ambiente (20-23 °C).
El microtubo con agua fue pesado otra vez y el peso fue registrado como W2. La diferencia entre los pesos W2-W1, fue registrado como V1: el volumen de la porción no graduada del microtubo. El microtubo fue vaciado sacudiéndolo como a un termómetro clínico yluego se llenó con agua de la pipeta berelada hasta 0.15 ml por debajo del tope. El microtubo se tapó con un dedo, después se invirtió, y luego se sacudió para que la burbuja de aire formada se fuera hasta el fondo del tubo. El microtubo invertido fue sumpergido en 20 mL de agua en un tubo de cultivo, en un baño de hielo a 4°C. Un termómetro fue insertado en el tubo de cultivo de manera que el bulbodel termómetro estuviera al nivel de la burbuja del microtubo. A 4°C, el volumen de la burbuja fue leído con las graduaciones del microtubo. Este volumen fue registrado como V2. El tubo de cultipo con agua, el microtubo inmerso y el termómetro (ver Fig. 1) fueron sujetos en un vaso de precipitado lleno hasta la mitad con agua, la cual fue calentada lentamente, sosteniendo el termómetro para que elbulbo estuviera nivelado a la mitad de la burbuja. El volumen de la burbuja fue leído a intervalos de temperatura de 5°C. Estas temperaturas fueron registradas como T(°C), y los volúmenes correspondientes fueron registrados como V3.Para usar la ley de Rault, solo el volumen a 45°C o 50° C, fue registrado para cada solución.
La presión de vapor, Pv, del agua fue calculada como sigue: De...
Se puede aprender termodinámica, química de soluciones, enlazamiento intermolecular, la química de los gases y la determinación del peso molecular simplemente a partir de las mediciones de la presión de vapor. Esta versatilidad ha llevado a la publicación, en éstas páginas, demétodos para la medición de la presión de vapor. Sin embargo, aún el más simple de éstos métodos es muy caro para usarlo en una gran preparatoria urbana como la nuestra, mientras que los métodos a microescala existentes no son suficientemente cuantitativos. Ahora presentamos un método a microescala adaptado de Levinson y Russo, que es barato, cuantitativo, y útil de muchas maneras para enseñarquímica en escuelas secundarias.
Materiales y procedimientos
Alcohol desnaturalizado (95% de etanol, 5% de alcohol isopropílico), metanol (95%), pipetas bereladas, pipetas de vidrio graduadas y desechables (Kimble) de 1 ml, y los tuvos de cultivo Pyrex de 18 x 150-mm fueron obtenidos de Flinn, Scientific, Batavia, I.L. También fueron usados termómetros de alcohol (-20°C – 100°C), balanzas (quemidan hasta centígramos), placas eléctricas, y probetas graduadas de plástico de 100 ml, agua destilada, vasos de precipitado de 250 y 50 ml y botellas de refresco. Para el procesamiento de datos fueron usados: una computadora clon IBM (Pentium 200MHz) con una impresora Hewlett-Packard Deskjet 8700xi, y el programa de análisis gráfico (Vernier Software: Portland, OR). Las soluciones acuosas de losalcoholes fueron preparadas añadiendo un volumen conocido de alcohol a una probeta graduada y luego aforando a 100 ml. La fracción mol del agua fue calculada a partir de la concentración volumen/volumen corrigiendo para el volumen molar parcial del alcohol y del agua y para el 5% de impureza en el etanol.
El procedimiento para el agua fue el siguiente: el extremo de una pipeta graduada fue selladoa la flama (3-4 cm) donde comienzan las graduaciones. La pipeta se cortó y luego fue pulida a la flama a 8 cm del sellado, obteniendo así un microtubo graduado. El microtubo fue pesado (con exactitud de 2 posiciones decimales) y el peso fue registrado como W1. La punta de una pipeta berelada fue puesta dentro de un tubo lo suficientemente largo y delgado para alcanzar el fondo sellado delmicrotubo. Esta pipeta fue después usada para llenar el microtubo hasta la marca de 0 ml con agua destilada a temperatura ambiente (20-23 °C).
El microtubo con agua fue pesado otra vez y el peso fue registrado como W2. La diferencia entre los pesos W2-W1, fue registrado como V1: el volumen de la porción no graduada del microtubo. El microtubo fue vaciado sacudiéndolo como a un termómetro clínico yluego se llenó con agua de la pipeta berelada hasta 0.15 ml por debajo del tope. El microtubo se tapó con un dedo, después se invirtió, y luego se sacudió para que la burbuja de aire formada se fuera hasta el fondo del tubo. El microtubo invertido fue sumpergido en 20 mL de agua en un tubo de cultivo, en un baño de hielo a 4°C. Un termómetro fue insertado en el tubo de cultivo de manera que el bulbodel termómetro estuviera al nivel de la burbuja del microtubo. A 4°C, el volumen de la burbuja fue leído con las graduaciones del microtubo. Este volumen fue registrado como V2. El tubo de cultipo con agua, el microtubo inmerso y el termómetro (ver Fig. 1) fueron sujetos en un vaso de precipitado lleno hasta la mitad con agua, la cual fue calentada lentamente, sosteniendo el termómetro para que elbulbo estuviera nivelado a la mitad de la burbuja. El volumen de la burbuja fue leído a intervalos de temperatura de 5°C. Estas temperaturas fueron registradas como T(°C), y los volúmenes correspondientes fueron registrados como V3.Para usar la ley de Rault, solo el volumen a 45°C o 50° C, fue registrado para cada solución.
La presión de vapor, Pv, del agua fue calculada como sigue: De...
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