CALOR DE VAPORIZACIÓN 1. OBJE OBJETI TIV VO GENE GENERA RAL: L: • Hallar el valor del calor de vaporización del Cloroformo.
2. OBJE OBJETI TIVO VOS S ESPE ESPECIF CIFICO ICOS: S: • Determinar la presión de vapor de d e dicha sustancia a distintas temperaturas. • Realizar prácticas de crioscopia
3. MARCO TEÓRICO: Cambio !" #a" $%ambio !" "&a!o' Procesos en los cuales cambia la forma física de una sustancia pero no su identidad química. a materia puede cambiar de un estado a otro. Como todo proceso que ocurre naturalmente! cada cambio de fase esta asociado con un cambio de ener"ía libre! #$. %ste cambio depende de la entalpía & la entropía dependiente de la temperatura de acuerdo a la si"uiente ecuación'
∆G = ∆ H − T ∆S
#H ( )lu*o de calor asociado con la formación o ruptura de atracciones intermoleculares que mantienen a sólidos & líquidos unidos. +#, ( Parte de entropía que esta asociado con el cambio en desorden entre varias fases. os "ases están más dispersos & tienen ma&or entropía que los sólidos & los líquidos & los líquidos tienen ma&or entropía que los sólidos. Conociendo los valores #H & #, para una fase de transición podemos calcular la temperatura en la cual ocurre el cambio. Recordemos que #$ es ne"ativo para procesos espontáneos! positivo para procesos no espontáneos & es cero en sistemas en equilibrio. T =
∆ H ∆S
Cambios de estado se dividen en' )usión - sólido a liquido Con"elación - liquido a sólido %vaporación - liquido a "as Condensación - "as a liquida ,ublimación - sólido a "as Deposición - "as a sólido • • • • • •
a fusión de un sólido a liquida! la sublimación de un sólido a "as & la evaporación de un liquido a "as envuelven un cambio de una fase de menor desorden a una de ma&or desorden & todos absorben calor para sobrepasar las fuerzas intermoleculares que mantienen las partículas unidas. Por lo tanto #H #H & #, son positivos positivos para estos estados.
/niversidad 0a&or de ,an ,imón
Departamento de 1uímica
aboratorio de )isicoquímica
%squema de los cambios de estado 2 diferencia los procesos de con"elación de un líquido a sólido! la deposición de un "as a sólido & la condensación de un "as a líquido envuelven un cambio de ma&or desorden a menor desorden & todos liberan ener"ía como calor se"3n aumentan las atracciones intermoleculares para mantener las partículas más unidas. Por lo tanto! #H & #, son ne"ativos para estos cambios de estado.
C()*a !" %a+",&ami",&o Presenta los cambios en temperatura & fases de transición que ocurren cuando se a4ade calor a un sistema.
Ca+o) !" #(i-,! #Hfusion - Cantidad de ener"ía requerida para sobrepasar las fuerzas intermoleculares & convertir un sólido a un liquido.
P(,&o !" #(i-, - +emperatura en la cual el sólido & el liquido coe5isten en equilibrio. 6
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P(,&o !" "b(++i%i-, - +emperatura en la cual el liquido & vapor coe5isten en equilibrio. Ca+o) !" *ao)i/a%i-,0 #Hvap - cantidad de ener"ía necesaria para convertir un líquido a "as.
E%(a%i-, C+a(i(C+a")o, a presión de vapor de un líquido aumenta con la temperatura en una forma no lineal. ,e obtiene una relación lineal cuando se "rafica el lo"aritmo de la presión de vapor vs. el inverso de la temperatura absoluta! 78+' Ln( P V )
= −
∆ H V 7 ⋅ + C R T
%sta ecuación hace posible calcular el calor de vaporización de un líquido midiendo su presión de vapor a varias temperaturas & "raficando los resultados para obtener la pendiente de la línea.
C)io%oa %n las propiedades coli"ativas! descenso de la temperatura de fusión de un liquido.
4. MATERIALES: Ma&")ia+": 9aso de precipitación Pipeta & pera de "oma Hornilla 0anómetro de mercurio Cuba de vidrio +ermómetro 0atraz %rlenme&er 0atraz :itasato 0an"ueras
R"a%&i*o: ,al Cloroformo 2"ua destilada ;liquida< 2"ua ;hielo<
=
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5. ES67EMA DE TRABAJO:
)i"ura 7' 0atraz :itasato
8. PROCEDIMIENTO E9PERIMENTAL D"&")mi,a%i-, !"+ %a+o) !" *ao)i/a%i-, !"+ %+o)o#o)mo: Conectar el ?itasato mediante un tubo en + a un barómetro! un erleme&er & además conectado a una bomba de vacío.
%ste erleme&er contiene el cloroformo & esta sumer"ido en un balde que contiene a"ua & variaremos las temperaturas.
Cerrar el tubo de que comunica al ?itasato & al erleme&er & abrir el que comunica al barómetro & al ?itasato & re"istrar de esta manera la diferencia de alturas que se da en el nivel de mercurio del barómetro.
2 la diferencia del nivel del mercurio se le adiciona la presión atmosf@rica. %l par de puntos obtenidos para la presión & la temperatura la representamos en un sistema de coordenadas
>
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. DATOS0 C;LC7LOS < RES7LTADOS: D"&")mi,a%i-, !"+ %a+o) !" *ao)i/a%i-, !"+ %+o)o#o)mo:
= FD6CC[ Pa ] = DA> .7BA[ mmH ] → P V = P atm + ∆h ∆h = h6 − h7 → ∆ H V !teo!"co = −6E.6K KJ 8 mol J
P atm
Ecuación I de I ajuste '
∆ H 7 = − V ⋅ + C → y = A + Bx R T ⇒ ∆ H V = − B H R
Ln( P V )
Tab+a 1 Da&o !" +a &"m")a&()a0 !i#")",%ia !" a+&()a )"i-, !" *ao) !"+ C+o)o#o)mo N= 1 2 3 4 5 8
T>?@
2
1
>mm@ PV>mm@
6AB
=7.
=A.
.
AE.7BA
6F=
=7.
=>.
=.
AF.ABA
6FB
=7.6
=>.>
=.6
AF.=BA
6B=
=7.
=>.=
6.B
AA.EBA
6BB
=6.
==.F
7.F
A.BBA
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==.
7.=
A.>BA
6EB
=6.>
==.=
.E
A.BA
==
=6.B
=6.A
.6
A>.=BA
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==.6
=6.=
.E
A.BA
F(",&": %laboración propia. Tab+a 1 Da&o a)a +a )a#i%a !"+ +oa)i&mo !" +a )"i-, !" *ao) *. "+ i,*")o !" +a &"m")a&()a abo+(&a N=
1T
1
6AB
2 3 4 5 8
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G7
A.=>>6
G7
6F=
A.=>7
G7
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A.==FA
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A.==AE
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G7
==
A.==F
G7
=B
A.==AE
F(",&": %laboración propia. Con los datos de la tabla 7 se construirá la "rafica 7'
De la "rafica se obtiene que' B = 7D.BBCC>EB ⇒ ∆ H V = − B H R = −7D.BBCC>EB H B.=7> H 7C
−=
[
]
= −C.7=6 KJ 8 mol
Ca+%(+o !" +a !i#")",%ia o)%",&(a+ %o, "+ *a+o) &"-)i%o: L E =
∆ H V !teo!"co − ∆ H V ∆ H V !teo!"co
H 7CC = EE .DD L
. CONCL7SIONES < OBSERVACIONES: • Hallamos el valor del calor de vaporización del Cloroformo & su diferencia po rcentual'
∆ H V − C.7=6[ KJ 8 mol ] L E = EE .DD L
H ,e pudo realizar prácticas de
crioscopia con hielo & sal.
H Recomendamos realizar esta e5periencia con ma&or cuidado en vista de que obtuvimos una diferencia porcentual elevada.
. BIBLIOGRAFIA: H Castellán! $ilbert. 7EF> #isico$u"mica% )ondo %ducativo Mnteramericano No"otá. A
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H 0anuel /rquiza. 7EF> Ex'e!imentos de #isico$u"mica! %ditorial imusa! 0@5ico HChan"! Ra&mond. (u"mica% 0@5ico' %ditorial 0c$raOGHill! A ed.! 7EEB H )rederic? R. on"o. (u"mica Gene!al ! ed. 7EFE H 0oran & ,hapiro. )undamentals of %n"ineerin" +hermod&namics ed. 6A
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