Reporte P3

Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Química

Laboratorio de Equilibrio y Cinética
Grupo 34

Reporte Práctica 3. Equilibrio Líquido-Vapor. Presión de Vapor y Entalpía de Vaporización del Agua.

Equipo 5
González Cortés Luis Antonio
Hernández Hernández Daniel
Paulín Mérida José Alberto
Piedras Frías Alexis

Semestre 2016-1

Fecha de entrega: 18 de septiembre de 2015


Práctica 3.Equilibrio Líquido-Vapor. Presión de Vapor y Entalpía de Vaporización del Agua.
Objetivo.
Comprender e interpretar el significado de las variables termodinámicas involucradas en la ecuación Clausius-Clapeyron, para aplicarlas en la determinación de la entalpía de vaporización de la sustancia.

Procedimiento.

Cálculos.
a. Ley de Charles



Tomando en cuenta la T = 273.35 K y el Vexp = 13 mLcalculamos el Vaire a 301.05 K = (13 mL) () = 14.32 mL
b. Volumen de vapor de agua en la probeta


Vvap = 14.8 mL – 14.32 mL = 0.48 mL
c. Presión parcial del aire y presión parcial del agua


Yaire = = 0.9676, como Yaire + Yvap =1 Yvap = 1 - Yaire; Yvap = 1- 0.9676 = 0.0324
Paire = 0.9676 (585 mmHg) = 566. 05 mmHg y Pvap = 0.0324 (585 mmHg) =18.95 mmHg
A partir de la ecuación deClausius-Clapeyron sabemos que: Ln(Pvap) = - ( , en la que podemos observar una tendencia lineal en la ecuación, donde: y = m x + b
A partir de esto, podemos graficar el Ln(Pvap) como función de , llevar a cabo la regresión lineal y de esta manera sabemos que m = - y el ΔHvap = - m R, la ordenada al origen b, no tiene sentido físico.

Resultados.
T(°C)
Vexp (mL)
T(K)
Vairecalc (mL)
Vvapor calc (mL)
Yaire
Yvapor
Pparcial aire (mmHg)
Pvap agua (mmHg)
T-1 (K-1)
ln Pvap
65.4
20.0
338.55
16.10
3.9
0.8050
0.1950
470.95
114.05
0.002954
4.74
62.9
19.6
336.05
15.98
3.6
0.8154
0.1846
477.01
107.99
0.002976
4.68
61.0
19.2
334.15
15.89
3.3
0.8277
0.1723
484.20
100.80
0.002993
4.61
58.7
18.8
331.85
15.78
3.0
0.8395
0.1605
491.09
93.91
0.003013
4.54
56.6
18.4
329.75
15.68
2.70.8523
0.1477
498.59
86.41
0.003033
4.46
55.5
18.0
328.65
15.63
2.4
0.8683
0.1317
507.97
77.03
0.003043
4.34
52.5
17.6
325.65
15.49
2.1
0.8800
0.1200
514.78
70.22
0.003071
4.25
49.3
17.2
322.45
15.34
1.9
0.8916
0.1084
521.57
63.43
0.003101
4.15
46.4
16.8
319.55
15.20
1.6
0.9046
0.0954
529.19
55.81
0.003129
4.02
42.8
16.4
315.95
15.03
1.4
0.9162
0.0838
535.99
49.01
0.003165
3.89
38.8
16.0
311.95
14.841.2
0.9272
0.0728
542.43
42.57
0.003206
3.75
35.7
15.6
308.85
14.69
0.9
0.9416
0.0584
550.81
34.19
0.003238
3.53
32.6
15.2
305.75
14.54
0.7
0.9566
0.0434
559.63
25.37
0.003271
3.23
27.9
14.8
301.05
14.32
0.5
0.9674
0.0326
565.92
19.08
0.003322
2.95
0.9
13.2
274.05
13.03
0.2
0.9874
0.0126
577.61
7.39
0.003649
2.00
0.2
13.0
273.35
13
0.0
1
0
585.00
0.00
0.003658
-
Tabla 1. Datos obtenidos de lasmediciones de volumen vs temperatura en una mezcla de aire y vapor de agua.

Gráfica 1.Tendencia de Ln (Pvap) vs T-1 obtenidos a partir de las mediciones de volumen y temperatura de una mezcla de aire y vapor de agua.
A partir de la regresión lineal, se obtuvo la ecuación y = - 4187.3x + 17.109
Análisis de resultados.
Tomando en cuenta la ecuación, sabemos que ΔHvap = - m R y ya que la pendientetiene unidades de temperatura, ΔHvap = - (-4187.3 K)(8.314 J/mol K) = 34 813.21 Jmol-1. Comparando el valor obtenido con el valor reportado en la literatura ΔHvap = 40 650 Jmol-1. El valor de ΔHvap > 0 debido a que el proceso es endotérmico y es necesario aplicar esa energía para producir el cambio de fase líquida a gaseosa.
Durante el experimento se midió el volumen de una columna de gas (unamezcla de vapor de agua y aire) a diferentes temperaturas, se tomó como referencia el valor de 0°C donde se sabe que el agua está en estado líquido y de esta manera hay ausencia de vapor de agua en la mezcla, todo el volumen corresponde al aire, empleando la ley de Charles se calculó el volumen de aire a cada temperatura; con el volumen medido de la columna se obtuvo la fracción mol de cada gas y con...