practica 4

PRÁCTICA No. 4.
"ELABORACION DE CURVAS DE PRESIÓN DE VAPOR DE UN LÍQUIDO PURO"


OBJETIVO.

Medir la presión de vapor de un líquido puro por un método estático, dentro de un intervalo de temperatura y calcular su calor de vaporización aproximado mediante la ecuación de Clausius-Clapeyron.

FUNDAMENTO.

La presión de vapor que ejerce unlíquido va en relación directa con la temperatura.

INTRODUCCIÓN.

Cuando se eleva la temperatura de un recipiente que contenga un líquido, este se evapora parcialmente para establecer una presión de vapor encima del líquido que depende de la naturaleza de éste, y esta en equilibrio constante a cualquier temperatura establecida.

Esta presión es conocida como presión saturada de vapor del líquidocorrespondiente. En tanto se mantiene ésta, el líquido no exhibe tendencia a evaporarse, pero a una presión menor, hay una nueva transformación hacia la fase de gas, y a otra más elevada se verifica una condensación, hasta restablecer una presión de equilibrio.

Al elevar la temperatura del líquido, aumenta la presión de vapor, debido a que más moléculas ganan la energía cinética necesaria paradesprenderse de la superficie del líquido.

Cuando la presión de vapor llega a ser igual a la presión del espacio gaseoso, el líquido hierve.
Líquido Líquido
Punto crítico Punto crítico


Punto triple SólidoPunto triple
Sólido
Vapor Vapor


Diagrama P-T para una sustancia pura Diagrama P-T para una sustancia pura que se contrae durante la congelación que se expande durante la congelación

FIGS. 6.1. DIAGRAMAS PRESIÓN-TEMPERATURA PARA SUSTANCIAS PURAS.

En el diagrama P-T, (Fig. 6.1) se tienen trescurvas que separan las fases sólida, líquida y de vapor, de aquí que este diagrama se le conoce como diagrama de fases. Estas tres curvas se unen en el punto triple. La curva que separa la fase sólida de la fase de vapor recibe el nombre de curva de vaporización y se le conoce también como curva de puntos de ebullición.

Un punto sobre la curva de vaporización constituye un estado de equilibrio delas fases vapor-líquido. La presión a la cual el líquido se vaporiza es la presión de saturación, correspondiente a una temperatura dada. A esta presión también se le llama presión de vapor.

La temperatura a la que se presentan los fenómenos descritos, se le conoce como temperatura de saturación correspondiente a una temperatura dada, es decir, se tiene una sola presión de saturación a esatemperatura. Esto se comprueba de acuerdo a la regla de fases de Gibbs.
F = C – p + 2

F = Grados de libertad o número de variables intensivas a fijar para tener definido un sistema.
C = No. de componentes.
P = No. de fases en equilibrio.

En el equilibrio líquido-vapor se tienen dos fases en equilibrio, y como es de un líquido puro se tiene un solo componente, entonces el número degrados de libertad será:
C = 1
p = 2 F = 1 – 2 + 2 = 1




ECUACIÓN DE CLAUSIUS – CLAPEYRON.

Para un líquido cualquiera la vaporización va acompañada de absorción de calor y la cantidad de éste, para una temperatura y presión de vapor dadas, requerida para calentar cierto peso de líquido se le conoce con el nombre de calor devaporización y es la diferencia de entalpía de vapor y líquido.

Hv = Hv – Hl
Hv = calor de vaporización.
Hv = entalpía del vapor
Hl = entalpía del líquido.

La ecuación que relaciona el cambio de temperatura que debe acompañar al de presión en un sistema de dos fases de una sustancia pura en equilibrio, es la ecuación de Clausius – Clapeyron y es la siguiente:

 P...