1
INTRODUCCIÓN En el presente informe se analizará el cambio de fase de la naftalina de fase sólida a fase líquida de nominada fusión y la temperatura asociada a este cambio se le denomina punto de fusión; y también de la fase líquida a la fase sólida denominada solidificación y la temperatura asociada a este proceso se le denomina punto de solidificación. En los cambios de estado interviene una energía térmica la cual es disipada o absorbida por el cuerpo. El objetivo de este trabajo es conocer la curva de fusión y la curva de solidificación de la naftalina. También poder analizar si el punto de fusión y solidificación coinciden en el proceso.
II.
OBJETIVOS
ealizar la gráfica t !min" vs T !#$" para la naftalina e identificar la zona de cambio de fase.
%nvestigar sobre la curva de fusión y de solidificación de la naftalina.
&allar la temperatura de fusión y solidificación a partir de la gráfica.
III.
MATERIALES
' Equipo de calentamiento
' (oporte )niversal ' Tubo de prueba ' *aso de píre+ !,--cc"
2
' $ronometro
1gitador de vidrio
aftalina
0 $lamp o agarradores
0 Termómetros
/apel milimetrado
1gua
IV.
FUNDAMENTO TEÓRICO
2iariamente convivimos con sustancias sólidas3 líquidas y gaseosas. 4ajo determinadas condiciones es posible cambiar
la fase de
una sustancia. Es de nuestro conocimiento por ejemplo que el agua líquida se puede transformar en agua sólida o vapor de agua.
El punto fundamental en este estudio es el 5ec5o de la fase de una sustancia ser determinada por la temperatura !T" y por la presión !p" a que está sometida. 1sí3 dependiendo de ese par de valores !T y p"3 la sustancia puede estar en cualquiera de las fases !sólida3 líquida o gaseosa"3 e inclusive en una situación que corresponde al equilibrio entre dos o entre tres fases.
En estado sólido3 las partículas constituyentes del cuerpo se presentan distribuidas en el espacio en un padrón bien organizado3 ocupando posiciones definidas3 en función de la gran fuerza de atracción entre ellas.
/or ese motivo3 un cuerpo en estado sólido presenta forma y volumen propio3 o sea3 un alto grado de co5esión. En estado líquido3 las partículas del cuerpo no se encuentran tan fuertemente ligadas como en el estado sólido y pueden por eso3 deslizarse unas en relación a las otras. (iendo así3 un cuerpo en estado líquido no tiene forma propia3 un líquido siempre asume la forma del recipiente que lo contiene3 a pesar de tener un volumen propio.
En estado gaseoso3 las partículas del cuerpo tienen una libertad total de movimiento y prácticamente no ejercen fuerzas unas sobre otras. /or tanto3 un cuerpo en estado gaseoso no presenta forma o volumen propio3 los cuerpos gaseosos asumen la forma y el volumen total del recipiente donde están contenidos.
1l cambio de fase de solido a liquido de una sustancia se le denomina fusión3 la temperatura asociada a este cambio se le denomina punto de fusión.
1l cambio de fase de liquido a solido se le denomina solidificación3 la temperatura
asociada
a
este
cambio
se
denomina
punto
de
solidificación.
En estos cambios de estado necesariamente interviene una energía de naturaleza térmica la cual es absorbida o disipada por el cuerpo. Esta tiene como fin 5acer mas activas las moléculas que se encuentran ligadas por fuerzas atractivas; o en todo caso a reagruparlas.
El punto de solidificación coincide con el punto de fusión y durante la solidificación3 el calor que fue absorbido en la fusión es liberado.
Cambio de Fase:
El cambio de fase es un fenómeno térmico que una sustancia sufre al
alterar su estado físico.
Evaporación:
Es el tipo de vaporización lenta3 que ocurre apenas junto a la superficie
libre
del
líquido.
Ese
fenómeno
no
requiere
condiciones
físicas
determinadas para suceder. En otras palabras3 no e+iste una temperatura determinada para un líquido evaporarse. El agua de un tanque por ejemplo3 se evapora a ,o$3 a 0-o$3 a 6-o$3 etc.
Ebullición o Vaporización:
Es la vaporización intensa y turbulenta que ocurre a lo largo de toda la
masa líquida3 con formación de burbujas de vapor junto a las superficies calentadas. Estas burbujas aumentan de volumen a medida que se elevan en el líquido3 en virtud de la reducción de la presión. 1l contrario de la evaporación3 la ebullición solo sucede cuando es alcanzada una cierta temperatura3 que depende de la presión ejercida sobre el líquido por el ambiente.
Conceptos Básicos
Punto de Fusión:
Es la temperatura en la cual la sustancia cambia de su fase sólida a la
fase líquida
Punto de Vaporización:
Es la temperatura en la cual la sustancia cambia de su fase líquida a la
fase gaseosa.
Punto de Condensación:
Es la temperatura en la cual la sustancia cambia de su fase gaseosa a la
fase líquida.
Punto de Solidificación :
Es la temperatura en la cual la sustancia cambia de su fase líquida a la
fase sólida.
II.
PROCEDIMIENTO
'. $oloque la naftalina y un termómetro3 que eventualmente pueda servir como agitador !agite con cuidado"3 dentro del tubo de prueba
7naftalina
8.9 gr
0. *ierta :-- ml de agua al píre+
8. $oloque en el tubo de ensayo la naftalina y el termómetro. (umerja el tubo de ensayo en el vaso de precipitado.
:. $oloque un termómetro adicional en el agua para monitorear su temperatura como se muestra en la figura # '.
,. $aliente el agua y registre los valores de la temperatura del tubo de ensayo cada 8- segundos 5asta que la naftalina se funda y luego déjela enfriar 5asta que solidifique !egistre la temperatura durante todo el proceso".
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%ncrementar tablas si fuera necesario=
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" egistre la temperatura de fusión=
Tfusión
< #$
-
%ndique en que instante y a qué temperatura se realiza el proceso de solidificación=
t
09., min
Tsolidificacón
< #$
V.
EVALUACIÓN
1. Trce ! "rá#ic $e ! c%r& $e so!i$i#icci'n( te)pert%r T &ers%s tie)po t* + $isc%t c$ tr)o $e ! "rá#ic.
2e ->'<.- minutos .2ebido al aumento de temperatura3 se empezó a fundir la naftalina.
2e '<3- 5asta 0'3, minutos. (e llegó al punto de fusión a <⁰$3 que es la temperatura a la cual encontramos el equilibrio de fases sólido > líquido3 es decir la materia pasa de estado sólido a estado líquido3 se funde. $abe destacar que el cambio de fase ocurre a temperatura constante.
2e '<3- 5asta 0,3, se sigue calentando y la naftalina ya está fundida
.
2e 0,3, a 09.,3, .$omenzamos a enfriar
2e 093, a 8'3, .?curre la solidificación a < ⁰$3 el cambio de estado de la materia de líquido a sólido producido por la disminución en la temperatura.
2e 8'., a 8<.-. 2isminución de la temperatura.
,. -Coinci$en e! p%nto $e #%si'n + so!i$i#icci'n en e! proceso
(i coinciden ambos puntos3 esto debido a que el calor que absorbe la
naftalina durante el proceso de fusión es igual al calor que disipa la naftalina para solidificarse3 esto implica=
@ganada A @perdida
/. Si e! p%nto $e so!i$i#icci'n $e ! n#t!in se consi$er 02C -A 3%4 se $e5e ! $i#erenci o5ser&$ en ! "rá#ic
Ba diferencia observada se debe a que el proceso tanto de fusión como
solidificación de la naftalina nova generar un proceso eficiente ya que el sistema no se encuentra aislado.
?tro factor que influye en ello es la destreza del operador al momento de
tomar la temperatura y el tiempo3 así como también el calor entregado no va ser continuo.
6. -C%á!es son !s posi5!es #%entes $e errores en este e7peri)ento
El suministro de energía térmica por unidad de tiempo no fue constante.
Bos errores de paralaje !destreza del e+perimentador".
Bas condiciones ambientales.
Bas condiciones de los tubos de ensayo !presencia de residuos" que pueden afectar a la e+periencia.
8. -Es posi5!e $eter)inr ! cnti$$ $e c!or por %ni$$ $e tie)po 3%e se $espren$e en e! proceso $e so!i$i#icci'n
(i es posible determinarlo=
(e sabe que=
@ A m.ce.Ct
Buego dividimos entre Ct=
@DCt A m.ce.CtDCt
9. E7p!i3%e en 3%4 consiste ! #%si'n #rnc + ! #%si'n pstos.
usión pastosa o fusión en los cuerpos amorfos=
En los cuerpos amorfos3 como el vidrio3 el alquitrán y las materias plásticas3 el enlace entre las partículas es relativamente débil. /or eso3 toda la aportación de calor no sólo favorece el trabajo de la liberación3 sino que también sirve para provocar una elevación de la temperatura durante la fusión.
/or eso3 para estos cuerpos amorfos3 se 5abla generalmente de punto de fusión FpastosaG3 que es3 de 5ec5o3 el punto más bajo en el cual estos cuerpos pasan por un estado parecido al estado propiamente líquido.
usión tranca o fusión normal=
Ba fusión tranca es la fusión es el proceso tras el cual un cuerpo sólido pasa al estado líquido3 solamente los cuerpos cristalinos tienen un punto de fusión definido. Bos cuerpos amorfos3 al ser calentados3 se reblandecen y se transforman poco a poco en cuerpos líquidos.
VI.
CONCLUCIONES.
2e la e+periencia realizada se concluye que la naftalina pasa del estado sólido al estado líquido de manera rápida debido a que las moléculas pierden energía cinética de rápidamente.
También
se concluye
que
la naftalina
aumenta
su temperatura
normalmente 5asta alcanzar el punto de fusión.
(e concluye también que el calor que absorbe la naftalina para fundirse es igual calor que libera para solidificarse.
1demás se concluye que la cantidad de calor suministrada por unidad de tiempo es variable.
VII.
RECOMENDACIONES : SU;ERENCIAS.
(e recomienda colocar una cantidad moderada de naftalina de modo que al ser colocado en el tubo el nivel del agua del vaso esté por encima de la naftalina.
Tratar de ser lo más preciso al medir la temperatura de la naftalina respecto al tiempo.
Evitar tener muc5o contacto con la naftalina ya que desprende un olor tó+ico.
1l momento de retirar el termómetro con cuidado del tubo de ensayo con la naftalina solidificada3 para ello debemos poner en contacto el tubo con la fuente de calor.
7anipular con cuidado el sistema cuando llega a altas temperaturas en especial la probeta.
/ara limpiar la probeta de la naftalina cuando se vuelve a solidificar3 se debe volver a calentar el sistema para así en estado liquido la naftalina es más fácil de manipular.
VIII.
BIBLIO;RAFIA
Beyva averos3 &umberto FísicaG Tomo %%. Ed. 7os5era 0--'
ojas (aldaHa3 1usberto FísicaG Tomo %%. Ed. (an 7arcos 0--0
