Practica 3punto de Ebullicion

7/26/2019 Practica 3punto de Ebullicion

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Luis Fernando Baque M. Paralelo 3

ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DEL LITORALDepartamento de Ciencias Qumicas y Ambientales

Laboratorio de Qumica General 1Informe de Laboratorio N 3

PROPIEDADES FSICAS: PUNTO DE EBULLICIN Y PRESIN DEVAPOR

MARCO TERICOPunto de ebullicin

Suele definirse el punto de ebullicin como el instante en el cual se produce el

cambio de estadode unamateria que pasa de lquido a gaseoso. El concepto,en concreto, refiere a la temperatura que provoca que la presin de vapor de un

lquido iguale la presin de vapor del medio en cuestin. En otras palabras, el

punto deebullicin hace mencin a la temperatura en la cual un lquido hierve,

la cual est vinculada a las propiedades especficas del lquido, y no a su

cantidad. Es importante resaltar que, una vez que el lquido ha entrado en

ebullicin (y est hirviendo), la temperatura no sufre ninguna variacin. La

temperatura de la materia est vinculada a laenergacintica de sus molculas.Lo habitual es que unas pocas molculas puedan quebrar la tensin superficial:

sin embargo, una vez alcanzada la temperatura del punto de ebullicin, se

incrementa la entropa y las partculas se desordenan. Tomemos el caso delagua.El punto de ebullicin del H2O es 100gradoscentgrados. Esto quieredecir que podemos poner agua a temperatura de ambiente (20 grados, por

ejemplo) en un jarro y llevar el recipiente al fuego. El agua, en ese momento, se

encontrar en estado lquido. Internet (http://definicion.de/punto-de-ebullicion/) .

Presin de vapor

Hemos visto que las molculas pueden escapar de la superficie de un lquidohacia la fase gaseosa por vaporizacin o evaporacin. Supongamos querealizamos un experimento en el que colocamos cierta cantidad de etanol,C2H5OH, en un recipiente cerrado y evacuado como el de la figura 11.22 \. Eletanol comenzar a evaporarse rpidamente. En consecuencia, la presinejercida por el vapor en el espacio arriba del lquido comenzar a aumentar.Despus de un tiempo corto, la presin del vapor alcanzar un valor constante,que denominamos presin de vapor de la sustancia. (Qumica la CienciaCentral - 9na Edicin - Theodore L. Brown, LeMay, Bursten & Burdge, pg.425).
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La Presin de vapor o ms comnmente presin de saturacin es lapresin a

la que a cada temperatura las fases lquidas y vapor se encuentran enequilibrio; su valor es independiente de las cantidades de lquido y vaporpresentes mientras existan ambas. En la situacin de equilibrio, las fasesreciben la denominacin de lquido saturado y vapor saturado. Internet(http://www.ecured.cu/EcuRed:Enciclopedia_cubana) .

Presin de vapor y punto de ebullicinUn lquido hierve cuando su presin de vapor es igual a la presin externa queacta sobre la superficie del lquido. En este punto se hace posible la formacinde burbujas de vapor en el interior del lquido. La temperatura de ebullicinaumenta al incrementarse la presin externa. El punto de ebullicin de un

lquido a una presin de 1 atm es su punto normal de ebullicin. El punto deebullicin es importante en muchos procesos que implican calentamiento delquidos, incluida la coccin. El tiempo requerido para cocer los alimentosdepende de la temperatura. En tanto haya agua presente, la temperaturamxima de los alimentos que se cocinan ser el punto de ebullicin del agua.Las ollas de presin slo permiten el escape del vapor una vez que su presinha excedido cierto valor predeterminado; as, la presin sobre el agua puederebasar la presin atmosfrica. El aumento en la presin hace que el aguahierva a una temperatura ms alta, lo que permite a los alimentos estar mscalientes y cocerse con mayor rapidez. El efecto de la presin sobre el punto deebullicin tambin explica por qu los alimentos tardan ms en cocerse en sitioselevados que en el nivel del mar. La presin atmosfrica es ms baja a mayoraltitud, y el agua ebulle a una temperatura ms baja. (Qumica la CienciaCentral - 9na Edicin - Theodore L. Brown, LeMay, Bursten & Burdge, pg.426).

Presin atmosfricaLos tomos y las molculas de los gases en la atmsfera, como el resto de lamateria, estn sujetos a la atraccin gravitacional de la Tierra; por consiguiente,la atmsfera es mucho ms densa cerca de la superficie de la Tierra que enaltitudes elevadas. (El aire fuera de la cabina presurizada de un avin a 9 km dealtura es muy ligero para ser respirado.) De hecho, la densidad del airedisminuye con rapidez al aumentar la distancia de la Tierra. Las medicionessealan que aproximadamente 50% de la atmsfera se encuentra dentro de 6.4km de la superficie de la Tierra, 90% dentro de 16 km, Y 99% dentro de 32 km.No sorprende que cuanto ms denso sea el aire, mayor es la presin queejerce. La fuerza que experimenta cualquier superficie expuesta a la atmsferade la Tierra es igual al peso de la columna de aire que est encima de ella. Lapresin atmosfrica, como lo indica su nombre, es la presin que ejerce laatmsfera de la Tierra. El valor real de la presin atmosfrica depende de la
http://www.ecured.cu/Presi%C3%B3nhttp://www.ecured.cu/Temperaturahttp://www.ecured.cu/Vaporhttp://www.ecured.cu/EcuRed:Enciclopedia_cubanahttp://www.ecured.cu/EcuRed:Enciclopedia_cubanahttp://www.ecured.cu/Vaporhttp://www.ecured.cu/Temperaturahttp://www.ecured.cu/Presi%C3%B3n


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localizacin, la temperatura y las condiciones climticas. (Qumica RaymondChang - 9na Edicin, pg. 172).

BarmetroUn instrumento comn para medir la presin de la atmsfera se llamabarmetro. Un tubo de vidrio, de longitud mayor que 76 centmetros estcerrado en un extremo; se llena con mercurio y se voltea boca abajo, en unrecipiente con mercurio. El mercurio del tubo sale por la boca abierta,sumergida, hasta que el nivel dentro del tubo est a 76 centmetros arriba delnivel del recipiente. El espacio desocupado que queda arriba, a excepcin dealgo de vapor de mercurio, es un vaco. La altura vertical del mercurio en lacolumna permanece constante, aun cuando se incline el tubo, a menos que elextremo cerrado quede a menos de 76 centmetros sobre el nivel del recipiente;

en ese caso, el mercurio llenar totalmente al tubo. (Fsica Conceptualde PaulHewit, pg. 271).

NanmetroEl manmetro es un instrumento de medicin para la presin de fluidoscontenidos en recipientes cerrados. Se distinguen dos tipos de manmetros,segn se empleen para medir la presin de lquidos o de gases. Muchos de losaparatos empleados para la medida de presiones utilizan lapresin atmosfricacomo nivel de referencia y miden la diferencia entre la presin real o absoluta yla presin atmosfrica, llamndose a este valor presin manomtrica; dichos

aparatos reciben el nombre de manmetros y funcionan segn los mismosprincipios en que se fundamentan los barmetros demercurio y losaneroides.La presin manomtrica se expresa ya sea por encima, o bien por debajo de lapresin atmosfrica. Los manmetros que sirven exclusivamente para medirpresiones inferiores a la atmosfrica se llaman vacumetros. Tambinmanmetros de vaco. Internet(https://es.wikipedia.org/wiki/Man%C3%B3metro).

Nucleo de ebullicinUn ncleo de ebullicin es una partcula fsica que se adiciona al matraz de bolapara que cuando comience la ebullicin este fomente la homogeneidad de lamezcla que ebulle. El ncleo de ebullicin aparte debe ser inerte para que siocurre alguna reaccin durante tal ebullicin no se vea afectado y regularmentecomo ncleo de ebullicin son empleado perlas de vidrio .internet(https://ar.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080402001037AAWDw3y)
https://es.wikipedia.org/wiki/Instrumento_de_medici%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_atmosf%C3%A9ricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_manom%C3%A9tricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Mercurio_(elemento)https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Aneroide&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/wiki/Vacu%C3%B3metro_de_McLeodhttps://ar.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080402001037AAWDw3yhttps://ar.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080402001037AAWDw3yhttps://es.wikipedia.org/wiki/Vacu%C3%B3metro_de_McLeodhttps://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Aneroide&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/wiki/Mercurio_(elemento)https://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_manom%C3%A9tricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_atmosf%C3%A9ricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Instrumento_de_medici%C3%B3n


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OBJETIVO GENERAL

Determinar la temperatura que marca el instante en que la presin devapor de una muestra liquida desconocida se iguala con la presinatmosfrica ms conocido como punto de ebullicin, as tambin comoobservar el cambio de presin de vapor de dicho liquido de acuerdo a latemperatura a la que se lo somete.

OBJETIVOS ESPECFICOS

Ubicar correctamente el termmetro dentro del tubo de ensayopara obtener el punto de ebullicin de la muestra sin errores.

Controlar que la muestra liquida se caliente de una manera muyuniforme y no se escape el vapor.

Observar la temperatura en la cual el termmetro se detiene queindica que ya existe un equilibrio dinmico dentro del tubo deensayo.

MATERIALES Y EQUIPOS

Tubo de ensayo


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Agarradera para tubo de ensayo

Pipeta

Mechero


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Pera para succionar

Termmetro

Soporte universal


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Chispero

Ncleos de ebullicin

Agua pura


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PROCEDIMIENTO

1. En un soporte universal colocar o fijar un tubo de ensayo.

2. Con la ayuda de una pipeta medir 5ml de la muestra liquida desconociday verter en el tubo de ensayo.

3. Agregar tres ncleos de ebullicin dentro del tubo ensayo que contiene ellquido.

4. Crear una especie de tapa para el tubo de ensayo con una hoja de papeldoblando en varias partes y luego hacer un orificio en el centro por dondepasara el termmetro.

5. Colocar la tapa hecha de papel sobre el tubo de ensayo, luego introducirel termmetro y verificar que este no toque la superficie del lquido,tendr que estar a una altura de 1cm. El termmetro tampoco no podrtocar las paredes del tubo de ensayo.

6. Utilizar el mechero para calentar el tubo de ensayo que contiene lamuestra liquida y controlar de que este se caliente de una manera muyuniforme y siempre haya contacto entre la llama y el tubo.

7. Observar el cambio de temperatura que se da en el termmetro hasta elmomento en que dicha temperatura se detiene o se mantiene constantedurante 15 o 20 segundos, luego retirar el mechero y registrar esatemperatura.

8. Realizar el mismo proceso las veces que indique la profesora. De lamisma manera anotar la temperatura a la cual el termmetro se detienepor pocos segundos. En cada repeticin tratar de calentar la muestra auna velocidad de un grado por minuto.

9. Una vez que ya se haya repetido ese proceso las veces indicadasapagar el mechero y cerrar todas las vlvulas del gas. Todas lastemperaturas debieron haber sido registradas.

10. Anotar el valor de la presin atmosfrica que se tiene en el ambiente.

11. Regresar todos los materiales a su ubicacin, sacar el tubo de ensayodel soporte universal y rescatar los ncleos de ebullicin que seencontraban dentro de l.


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12. Con todas las temperaturas que se tomaron crear una tabla de datos.

13. Hacer un promedio con todos los datos que se tomaron, para ascomparar con la grfica de referencia que se tiene en el laboratorio,luego llegar a una conclusin sobre el lquido que se tiene.

14. Determinar la precisin con la cuenta los materiales utilizados en elproceso o prctica as tambin como caractersticas.

RESULTADOS

Tabla de temperaturas registradas y valor de presin atmosfrica

Presin atmosfrica 760 torr

Temperatura de ebullicin en el primer ensayo 100 C

Temperatura de ebullicin en el segundo ensayo 100 C

Temperatura de ebullicin en el tercer ensayo 99 C

Tabla de resultados finales

Punto de ebullicin experimental de la muestra 100C (aproximadamente)

Punto de ebullicin terico de la muestra 100 C

La muestra liquida corresponde a Agua pura


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Grficos

Grafica de referencia (puntos de ebullicin de varios compuestos)

Grafica de referencia (puntos de ebullicin de varios compuestos)


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Punto de ebullicin de la muestra del grupo F

Punto de ebullicin de las muestras de todos los grupos


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ANLISIS DE RESULTADOS

Tabla de temperaturas registradas

Temperatura de ebullicin en el primer ensayo 100 C

Temperatura de ebullicin en el segundo ensayo 100 C

Temperatura de ebullicin en el tercer ensayo 99 C

Los datos tomados en la prctica se asemejaron muy bien a los datos dereferencia por lo que se puede decir que la prctica tuvo xito, en un granporcentaje, haciendo un estudio un poco profundo podemos decir que esto sedio debido a los siguientes motivos:

En un principio, se logr hacer una prediccin correcta de lo que podraser la muestra liquida. Esto ayudo mucho al final, luego de haber tomadotodos los datos, ya que nuestro propsito era obtener una temperaturade ebullicin muy aproximada a los de referencia y nos dio un camino aseguir. As teniendo esa idea durante toda la prctica se puedo verificarque era precisamente agua con lo que estbamos trabajando.

Al momento de calentar el tubo de ensayo que contena la muestraliquida se lo hizo de una muy buena manera, es decir, con una llama quecalentaba al tubo de ensayo de una manera casi uniforme, para ellocentramos muy bien el mechero para que as el tubo se empezara acalentar desde el centro de su base. Adems controlamos el mecherodisminuyendo el paso de gas.

Otro paso importante fue que se coloc una tapa, muy bien hecha depapel, al tubo de ensayo, esto tal vez permiti que no se escape el vaporque emania del lquido lo cual era un grave problema que sucedieradurante la prctica.

Obtuvimos nuestra primera temperatura que efectivamente era de100C, luego, antes de realizar el proceso por segunda ocasinesperamos 10 minutos. Esto lo hicimos para que todo el conjunto


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regresara a la temperatura ambiental, en especial el termmetro. Luegoprocedimos nuevamente y por ello el otro dato obtenido fue el mismo.

Se realiz el proceso por tercera ocasin pero esta vez no se obtuvo un dato

esperado, nuestro termmetro se detuvo en 99C que tal vez se dio porquehubo un escape de vapor en el momento de que la tapa de papel se movidebido a que el mismo vapor la impulso o el termmetro toco las paredes deltubo de ensayo. El error era mnimo por ello no causo confusiones porque laslecturas anteriores eran semejantes y la tercera se aproximaba mucho, y asverificamos que se trataba de agua pura.

CONCLUSIONES

Por lo tanto, cuando se realiz la prctica no importo la cantidad delquido a calentar, siempre se obtuvo la misma temperatura o punto deebullicin lo que nos hizo saber que esta propiedad no dependa de lacantidad de lquido si no solo de las propiedades naturales del mismo.

En consecuencia, se aprendi que cuando un lquido se evapora es porla sencilla razn de que se presin de vapor se ha igualado con lapresin atmosfrica.

Por ende, se concluyen que el punto de ebullicin, como propiedadfsica, de un lquido no es absoluto es decir que depende de la presindel medio donde se encuentre.

RECOMENDACIONES

Se recomienda que al momento de determinar el punto de ebullicin de

una muestra liquida desconocida se haga primero un estudio sensorial a

la misma para tener una idea de lo que podra llegar a ser, ya que esto

tambin nos da una gua para lograr nuestros objetivos.

En el momento de calentar un tubo de ensayo que contiene una muestra,

lo mejor sera encender el mechero fuera del alcance del tubo para poder

disminuir la llama de una manera ms cmoda y una vez que ya estemos


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seguros de su nivel de calentamiento proceder a ubicarlo debajo del

tubo de ensayo.

Repetir el proceso varias veces es recomendable porque podramos

cometer varios errores si realizamos solo una o dos veces el proceso y

no nos daramos cuenta de que se hizo algo mal en las dos veces de

practica porque es grande la probabilidad de equivocarnos en este tipo

de ensayo, ya que hay veces en que el termmetro se mueve o la tapa

del tubo esta curva y se escapa vapor, etc.

REFERENCIAS

Theodore L. Brown, LeMay, Bursten & Burdge, Libro Qumica, la CienciaCentral - 9na Edicin. ISBM 970-26-0468-0. pg. 425 y 426.

Paul G.Hewit Libro Fsica Conceptual,10ma edicin (2007), ISBM 970-

26-0795-7 pg. 271.

(Raymond Chang Qumica, 9na Edicin, ISBM 978-970-10-611-4, pg.172).

Manual de prcticas de laboratorio de qumica, ESPOL.

Internet:

(http://definicion.de/punto-de-ebullicion/) .

https://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080513154245AAI

WF8G

https://es.wikipedia.org/wiki/Menisco_(f%C3%ADsica)
http://definicion.de/punto-de-ebullicion/https://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080513154245AAIWF8Ghttps://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080513154245AAIWF8Ghttps://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080513154245AAIWF8Ghttps://es.wikipedia.org/wiki/Menisco_(f%C3%ADsica)https://es.wikipedia.org/wiki/Menisco_(f%C3%ADsica)https://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080513154245AAIWF8Ghttps://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080513154245AAIWF8Ghttp://definicion.de/punto-de-ebullicion/


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ANEXOS

Preguntas

Qu es el equilibrio dinmico?

R//. El momento en que un lquido esta en equilibrio dinmico con su propiovapor es cuando la fase liquida esta en equilibrio con la fase gaseosa, es decir,

que existen tantas molculas que pasan del estado lquido a estado gaseoso

como molculas que pasan del estado gaseoso al estado lquido.

Por qu el agua caliente se evapora ms rpido que la fra?

R//. El agua caliente se evapora ms rpidamente que la fra porque la presinde vapor aumenta con la temperatura. Al aumentar la temperatura de un lquido,las molculas se mueven con mayor energa y son ms las que pueden escaparfcilmente de sus vecinas.

Por qu existen sustancias que se evaporan ms rpido que otras?

R//.Porque algunas sustancias (como la gasolina) tienen presin de vapor mselevada, por ello se evaporan ms rpidamente que aquellas con presin devapor baja (como el aceite para motor). Adems el peso de sus molculas es

muy bajo. Cuando un lquido se evapora fcilmente, decimos que es voltil.

A que propiedades pertenecen el punto de ebullicin y presin de vapor?

R//. La presin de vapor y el punto de ebullicin pertenecen a las propiedadesintensivas de la materia ya que no dependen de la cantidad del lquido quehaya.

De qu depende la presin de vapor?

R//.Como una tendencia general, la presin de vapor de los lquidos a presinatmosfrica se incrementa con respecto al decrecimiento en la temperatura deebullicin.


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