El objetivo es esta práctica es determinar el calor de vaporización de un líquido puro, directamente conociendo la cantidad de líquido que se evapora cuando una cantidad medida de calor en su punto de ebullición.
INTRODUCCIÓN
El calor de vaporización es la cantidad de calor necesaria para cambiar una mol de líquido en vapor.
La entalpía de vaporización es la diferencia de entalpía de vapor y líquido y puede decirse que es la energía que se necesita para vencer las fuerzas intramoleculares que mantienen a las moléculas en el estado liquido y pasarlas a la fase gaseosa.
En una evaporación el ΔHV será siempre positivo y en una condensación es negativo y numéricamente igual al calor adsorbido en la vaporización.
MATERIALES Y MÉTODOS
Aparatos:
Amperímetro 0-10amp, voltímetro 0-6 volts, reóstato, refrigerante recto, matraz de destilación 1000 mL cubierto con un material aislante, tapón de hule, resistencia, 3 pesa filtros de 30 mL, pinza para tubo de ensaye, cronometro y servilletas.
Sustancia: agua destilada.
Procedimiento
En el presente experimento no se considerará el calor absorbido por el calorímetro. Lo anterior se justifica ya que se trabajara en períodos de tiempo cortos, régimen estable y en un sistema aproximadamente adiabático.
1. El matraz ya forrado se llena 2/3 partes de su capacidad con agua destilada y se monta el equipo como se muestra en la Figura 1.
Figura 1. Diagrama del equipo montado.
2. Se introduce los electrodos dentro del matraz y se pasa corriente por el circuito. Se espera a que la velocidad de producción del condensado sea constante.
3. Se peso el pesafiltro (w1).
4. Ya constante la velocidad de producción del condensado, se lee el voltaje y el amperaje y a un tiempo conocido se coloca el pesafiltro a recoger destilado por un período de tiempo determinado. Este tiempo permite conocer la cantidad de calor que se necesitó para vaporizar la cantidad de líquido colectado en el pesafiltro.
5. Pesar el pesafiltro con el líquido conectado (w2).
Repetir todo el procedimiento 3 veces como mínimo.
OBSERVACIONES Y RESULTADOS
En la Tabla 1 se registraron los datos obtenidos
DISCUSIONES
Si una sustancia presenta un punto de ebullición alto, su presión de vapor será pequeña, ya que se requiere mayor energía para pasar de líquido a gas.
Si una sustancia presenta un ΔHV alto, la sustancia será menos volátil, ya que se requiere mayor energía para evaporar un mol o gramo de sustancia. El valor bibliográfico o teórico del ΔHV es de 9710 cal/ mol-1. El promedio del calor de vaporización experimental del agua obtenido fue 10655.569 cal/ mol•k. La diferencia entre estos valores es 945.569, que se atribuyen a errores experimentales (determinación correcta del peso de los pesafiltros, lectura de I, T y V, entre otras condiciones).
CONCLUSIONES
Se determinó el calor de vaporización del agua, directamente conociendo la cantidad de líquido que se evapora cuando una cantidad medida de calor en su punto de ebullición.
En una evaporación el ΔHV será siempre positivo y en una condensación es negativo y numéricamente igual al calor adsorbido en la vaporización.
El promedio del calor de vaporización experimental del agua obtenido fue 10655.569 cal/ mol•k.
BIBLIOGRAFÍA
Fundamentos de fisicoquímica, Maron y Prutton, capitulo 6. México: Editorial Limusa, c1990