UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALURGIA Departamento Académico De Ingeniería Química
ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA
FISICOQUÍMICA (QU-244) INFORME Nº 0
PRESIÓN DE VAPOR DE LÍQUIDOS (Método estático) PROFESOR
! Ing. Quispe Misaico, Hernán
ALUMNOS
! Cháve !aranga, "uan #éstor ! $%ores &o'as, "essica
GRUPO! II
DÍA 'ueves
FECHA DE PR"CTICA - */01
HORA ** + ** pm. FECHA DE ENTREGA! *-*01
AYACUCHO-PER# 20$
PRESIÓN DE VAPOR DE LÍQUIDOS (Método estático ) I%
OB&ETIVOS! 0. Determinar Determinar e2perimen e2perimenta%me ta%mente nte %a presi3n presi3n de vapor vapor de% %í4uido %í4uido a diversas diversas temperaturas pre esta5%ecido. -. Ha%%ar Ha%%ar %a enta% enta%pia pia (mo%ar (mo%ar)) de vaporiac vaporiaci3n i3n 6Hvap uti%iando %a pendiente de %a ecuaci3n de c%ausius + C%ape7ron (8CI + CI), interpretar su signi9icado 7 ha%%ar e% :de error. Ha%%ar e% va%or de %a constante ;. 9ormu%ar %a 8CI + CI e2perimenta% para e% %í4uido estudiado. 1. Ca%c Ca%cu% u%ar ar %a temp temper erat atur ura a de e5u% e5u%%i%icci3n i3n norm norma% a% de% %í4u %í4uid ido o (<5) (<5) 7 comparar%a con e% va%or te3rico. /. Ca%c Ca%cu% u%ar ar %a temp temper erat atur ura a de e5u% e5u%%i%ici ci3n 3n norm norma% a% de% de% %í4u %í4uid ido o (< e5C=) a condiciones de %a5oratorio de 9isico4uímica (C=) 7 comnparar%a con %a te3rico. . Ca%cu% Ca%cu%ar ar e% ca%or ca%or %atente %atente de vapori vaporiac aci3n i3n,, ₰vap para e% %í4uido en estudio e interpretar%o. >. $orm $ormu% u%ar ar %a ecuaci ecuaci3n 3n de anto antoni nie e e2per e2perim imen enta ta%% 7 comp compara arar% r%a a con con %a teoría. ?. $orm $ormu% u%ar ar otra otra ecua ecuaci ci3n 3n e2pe e2peri rime ment nta% a% prop propue uest sta a 4ue 4ue pres presen ente te tres tres constantes 7 comparar%a con %a teoría. . Ca%cu% Ca%cu%ar ar %a entropía entropía (mo%ar (mo%ar)) de vaporiac vaporiaci3n i3n,, 6@ vap. vap. 8mp%eando %a reg%a de
II%
FUNDAM FUNDAMENT ENTO O TEÓRI TEÓRICO CO !
-------------------
III%
MATERIALES EQUIPOS Y REACTIVOS M'*+',! 0 pro5eta graduada de 0**m= 0 em5udo de vástago %argo. 0 %upa de aumento - term3metros de *E0**FC 0 mechero con trípode 7 ma%%a. 0 recipiente de / E = para hervir agua. 0 5a%ana de trip%e 5arra. 0 %una de re%o' grande. 0 espátu%a 0 vari%%a de vidrio
E./+1! 84uipo para %a determinaci3n de %a presi3n de vapor de %í4uidos método estático, insta%ado de acuerdo con %a 9igura #F 0 estu9a 0 5om5a de% a%to vacío 0 re9rigeradora 0 termostato adiciona% o a5astecimiento de agua pota5%e permanente para re9rigerar.
R'+31! ;enceno u otro so%vente previamente se%eccionado, ?m=. @i%icona para a%to vacío, 1g. #ieve o hie%o 9inamente picado, /*g. #aC%, 0*g. ? cu5etas con hie%o.
IV% PROCEDIMIENTO EPERIMENTAL ! 0. Disponer de% isoteniscopio %impio 7 seco -. 8nsam5%ar e% e4uipo para %a determinaci3n de %a presi3n de vapor de %í4uidos por e% método estático de acuerdo a% es4uema presentado en %a $ig. #F /, untando todas %as uniones esmeri%adas con si%icona para a%to vaci3. 1. Co%ocar e% isoteniscopio sin contenido, a5rir %as %%aves =0, =-, =/ 7 = 7 conectar %a %%ave trip%e sa%ida =- para e9ectuar vaci3 por /E>minutos, veri9icar un 6hG/mmHg. Cerrar %a %%ave =t esperar 1E/ minutos para veri9icar si e% sistema es hermético, compro5ando %a esta5i%idad de %os nive%es de Hg en e% nan3metro (M). /. @i e% sistema no es hermético se de5e identi9icar %a causa 7 corregir%a. . Desmontar e% isoteniscopio (I) 7 co%ocar en e% *E>*m= de% %í4uido en estudio cuidando 4ue en %os rama%es e2ista 0E-cm de a%tura de% %í4uido. Acop%ar e% isoteniscopio a% sistema de ta% manera 4ue e% %í4uido permaneca sumergido 5a'o e% nive% de% agua en e% termostato. >. Co%ocar %a trampa de succi3n (<@) en e% recipiente 4ue contenga hasta %a -1 partes de nieve íntimamente mec%ada con #aC% 9inamente mo%ida (en %a proporci3n en peso de 10) para garantiar e% descenso de temperatura hasta ?.
menores de 0*FC Insta%ar e% sistema de re9rigeraci3n para e% condensador (C), a% 9%u'o de agua de agua pota5%e, si está a 0FC o menos, o de %o contrario, ha5i%itar otro termostato 4ue mantenga %a recircu%aci3n de agua a menores a 0FC cam5iando e% agua
.
permanentemente para adicionar agua he%ada. =ograr 4ue %e 5ao termostático a%cance %a primera temperatura de -*, - o
0*.
1*FC.
00.
desconectar %a 5om5a de vacío. eri9icar permanentemente 4ue %a primera temperatura de% 5ao termostático se
0-.
mantenga constante. J5servar e% desnive% de% %í4uido en %os dos rama%es de% isoteniscopio.
.
01.
Kara aumentar %a presi3n de% sistema primero proceder a cerrar %as %%aves =1 7 =/, seguidamente a5rir %a %%ave =/ 7 cerrar%a. $ina%mente, a5rir %entamente %a %%ave =1 para incrementar %a presi3n de% sistema, es decir, disminuir %a presi3n de vacío so5re e% nive% superior de% %í4uido en e% rama% superior desciende
%igeramente. 0/.&epetir sucesivamente %os pasos 00, 0- 7 01 hasta %ograr 4ue am5os nive%es de% %í4uido se nive%en a %a misma a%tura. Inmediatamente %eer %a a%tura superior (hs) e in9erior (h i) en mmHg. Anotar en %a ta5%a de datos e2perimenta%es a %a primera temperatura. 0. Kara %a segunda temperatura se ca%ienta e% agua de% termostato para aumentar%a FC. o5servar e% cam5io o desnive% 4ue se produce en am5os rama%es. 0>.&epetir %os pasos 01 7 0/ para esta segunda temperatura. 0?.=ograr in9ormaci3n e2perimenta% para un mínimo de ? temperaturas. 0.=eer %a presi3n en e% 5ar3metro o en e% a%tímetro. 0.Ca%cu%ar %a K a5so%uta 7 proseguir con %os demás cá%cu%os. -*.A5rir %as %%aves =1, =/ 7 =. 8sperar 4ue se nive%e h s 7 hi en e% man3metro. Cerrar =0. Desconectar e% termostato. Desmontar e% isoteniscopio 7 retirar e% so%vente 7 co%ocar%o en un 9rasco con e% mem5rete de usado. &etirar %a mec%a 9rigorí9ica 7 evitar 4ue %a so%uci3n sa%ina entre en contacto con super9icies metá%ica, es a%tamente corrosiva. Desconectar %a %%ave de cone2i3n tri9ásica de %a 5om5a de vacío.
V%
DATOS EPERIMENTALES5 C"LCULOS5 GRAFICAS Y6O RESULTADOS!
H0/).
E7'81 Nº
9 5 ºC
: 5 ;;H <
:+ 5 ;;H <
=: 5 ;;H <
P5 ;;H< (,>?')
T9 5 @
($6T)%@-$
P 5 ;;H< (1**<+? ')
0*0
L1< P5 (P ?'?' 7 ;;H<) -.**/
0
0
??/
1-?
//?
-0.0
0**.-10
/->
0--
-.*>
-.0
1/
/01
01
-.01*
-.0
?1?
1>
1?-
0?>
-.-/>
1*1.0
1/
?->
1?
10
0?
-.-/
1*?.0
>
1
?*?
1/
101
-1
-.1?0
100.0
?
/-
>1
/0/
->
-?
-.//>
10.0
/>
>>>
/1>
-1*
10
-.*-
10.0
*.**1/1 *.**11 *.**11/ 1 *.**1- *.**1- > *.**1-0 / *.**10? 1 *.**101 1
-
--
?>/
11
1
->
?
/
1*
VI%
00.* 0/-. 0>.*// 0.-> -1/./-1 -?/.? 1-*.>-?
CALCULOS Y GRAFICAS EIGIDAS PARA EL INFORME! $% GRAFICA N $! P (7 ;;H<) 3 (C)% U9+'* ,1 /71 *+;7',5 *''* ,' /*3' *,+;+7'* ? ./+,+9*+1 ,+./+?1 3'1* (ELV) +?7++'* , *' ? ,' ' ,+./+?' (L) 8 ? ,' ' 3'1* (V)%
350 f(x) = 0.13x^2 - 0.74x + 70.92 R² = 1
300 250 200 150
Polynomial ()
100 50 0 15
20
25
30
35
40
45
50
2% GRAFICA N 2! L1< P (P 7 ;;H<) 3 $6T (@-$)% I7?+'* ,' ' L 8 V% H',,'* ,' 7?+7 8 ,' 7',>' (;1,'*) ? 3'1*+'+75 +
9(2) G E 0>?1./?2 P ?.? & G 0
L1< (;;H<) 0. =inear ()
0 *. * *
*
*
*
*
$6T
=a pendiente es m G E0>?1. c G ?.?/0
F*;/,' ' ;,'*! C%ausiusEC%ape7ron
*
*
*
*
E7',>' ? 3'1*+'+7! F*;/,' ' ;,'*!
Hvap G E0>?1.2 (E -.1*1) 20.?Hvap G ?>.* ca%mo%
RRRR va%or práctico
Hvap G >** ca%mo%
RRRRRR.. va%or te3rico
? **1*! :error G
G
VT −VE VT
X 100
6900 −7658 6900
x 100
G .:
% F1*;/,'* ,' ECI-CI *+;7', 8 ,+'* , +<7++'?1 ? '?' *;+71 8 *+'* / /+,+?'?
=og K G E0>?1. (0<) P ?.?/0 8sta ecuaci3n se aseme'a a %a ecuaci3n de una recta, ! G m2 P 5, donde C es e% termino independiente, =og K es !, 0< es , 7 e% resto vendría a ser %a pendiente m.
4% C1**<+* ,1 3',1* *+;7', ? L1< P '*' '?' ($6T) ?'?15 ;,'7?1 ,' /'+7 ? C,'/+/ - C,'8*17 ? 5 8 *''* ,' /*3' ? ELV ?+7++3' (1**<+?') 7 ,' GRAFICA N$% F*;/,' ' ;,'*!
E7'81 0$!
Kcorregida G 0**.-10
E7'81 02!
Anti%og K G 00.*
E7'81 0!
Anti%og K G 0/-.
E7'81 04!
Anti%og K G 0>.*//
E7'81 0J!
Anti%og K G 0.->
E7'81 0K!
Anti%og K G -1/./-1
E7'81 0!
Anti%og K G -?/.?
E7'81 0!
Anti%og K G 1-*.>-?
J% C',/,'* ,' ;*'/*' ? 9/,,++7 71*;', ?, ,>./+?1 (T 9) 8 1;'*'*,' 17 , 3',1* *+1
F*;/,' ' ;,'*!
D'1!
CG ?.?/0
(Kráctico) (
K% C',/,'* ,' ;*'/*' ? 9/,,++7 ' CL ?, ,>./+?1 (T 9) +7?+'* C;1 ?*;+7'*>' F*;/,' ' ;,'*
% C',/,'* , ',1* ,'7 ? 3'1*+'+75 '*' , ,>./+?1 7 /?+1 +7**'*,1% F*;/,' ' ;,'*
% C',/,'* ,' 17'7 A5 B 8 C ? ,' /'+7 ? A71+7 /+,+'7?1 * ?'1 *+;7', 1<+?15 1*;/,'* ,' /'+7 8 1;'*'*,' 17 ,' *+'% I7?+'* / /+,+?'?% =og K G A +
L1< P5 ;;H<
T95 C
@ea %a
-.**/
0
ecuaci3n
A+ ; + C 2
-.*>
--
=og K G < 2 =og K
@ea e% sistema
-.01*
->
a reso%ver
; C
A + ; + C (-.**/) G 1>.*? A + ; +C (-.*>) G /. A + ; +C (-.01*) G .1 &eso%viendo 4ueda A + ; G /.?0 P C(>.-0/) @ea %a ecuaci3n comp%eta =og K G /.?0 P C(>.-0/) <+C
% C',/,'* ,1 * 17'7 ? 1*' /'+7 *1/' '*+7?1 ? * ?'1 *+;7', 1<+?15 1*;/,'* ,' /'+7 *+;7', 8 1;'*'*,' 17 ,' *+'% Dada %a ecuaci3n propuesta
L7 P A (B6T) C ,7T @ea %a ecuaci3n despe'ada
TA B TC,7T T,7P &eemp%aando %os datos de% pro5%ema anterior, sea e% sistema a reso%ver 0A + ; P --A + ; P ->A + ; P
,7 P /.>0 /.*/ /.*
0C %n0 G 0(/.>0) --C %n-- G --(/.*/) ->C %n-> G ->(/.*)
$0% C',/,'* ,' 7*1>' (;1,'*) ? 3'1*+'+75 ;,'7?1 ,' *<,' ? T*1/17% F*;/,' ' ;,'*
$$% C',/,'* ,' 7*1>' (;1,'*) ? 3'1*+'+75 ;,'7?1 ,' /'+7 ? @+8'18%
VI% CONCLUCIONES 8 RECOMENDACIONES! CONCLUSIONES! @e determin3 %a presi3n de vapor de %í4uidos a distintas temperaturas se compro53 4ue %a temperatura 7 %a presi3n son directamente proporciona%es De ha%%aron %as constantes de %a ecuaci3n de Antoines 7 %a de una ecuaci3n propuesta, partiendo de tres datos o5tenidos en e% e2perimento.
@e corrigieron %os va%ores de %a presi3n emp%eando %a ecuaci3n de C%ausius C%ape7ron 7 se tra3 %a nueva grá9ica.
RECOMENDACIONES! @eguir %os pasos de% procedimiento e2perimenta% para evitar errores de cá%cu%o, emociona%es. =os datos de %a presi3n o5tenidos en e% e2perimento están en centímetros de Hg, 7 se tienen 4 %%evar a mi%ímetros de Hg para cá%cu%os posteriores. Medir con sumo cuidado %a cantidad de% %í4uido vo%áti%, 7a 4ue este de5e estar a%ineado dentro de% tu5o en O. eri9icar con regu%aridad %a temperatura de% 5ao maría.
VII% BIBLIOGRAFIA
MJJ&8 SA=<8& ". T$I@ICJQOIMICA ;A@ICAU 8dit Krentice + Ha%% Hispanoamericana @.A. Mé2ico D.$. Mé2ico 0>, pp. 0-E0?
K8&8@ A.K.A.E V&A#ADJ@ &.C.@. TMA#OA= D8 8K8&IM8#
HIMM8=;=AO, DAID M. Tprincipios 5ásicos 7 cá%cu%os en ingeniería 4uímicaU 8dit. Krentice Ha%% Hispanoamericana @A Mé2ico >ta edici3n 0?, pp. /-0E-.
MJJ&8 SA=<8& ". T$I@ICJQOIMICA ;A@ICAU 8dit Krentice + Ha%% Hispanoamericana @.A. Mé2ico D.$. Mé2ico 0>, pp. 0-E0
KJ#W MOWWJ, Vast3n T$isico4uímicaU /ta 8dicion 0?, =ima Keru, pp. -*1E -1
HJOV8# J.A. + SA<@J# B.M. + &AVA
