ENTALPÍA DE VAPORIZACIÓN DE UN LÍQUIDO

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Con el anterior dato obtenido, se procedió a calcular el % de error tomando el dato teórico de entalpia de vaporización del agua como 40,65KJ/mol

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DISCUSIÓN

Durante la práctica se tuvo como objetivo calcular la entalpia de vaporización del agua experimentalmente, para ello se utilizó el método de la burbuja de gas ideal, el cual consistía básicamente en insertar una probeta con una burbuja pequeña de aire dentro de un beaker con el mismo liquido conservando la burbuja formada, posteriormente se sometió a baño térmico y finalmente se procedió a calentar. el montaje se muestra en la figura 1.

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Figura 1. Montaje de experimento

El sistema se sometió a un enfriamiento hasta alcanzar 4 °C de manera que al comenzar el proceso, en la burbuja sólo se encontraran moles de aire y no de vapor de agua; luego se comenzó el calentamiento y se obtuvieron los datos consignados en la tabla 2. La entalpia de vaporización es la cantidad de energía necesaria para que una sustancia se encuentre en equilibrio con su propio vapor, es decir, que el número de moléculas que abandonan el líquido y retornan a él por unidad de tiempo es el mismo.1

Para determinar la entalpia de vaporización del agua se utilizó la ecuación de Clausius-Clapeyron, la cual permite relacionar la presión de vapor en función de la temperatura en un sistema en equilibrio de fases ya sea solido-vapor, solido-liquido, o en este caso liquido-vapor; cabe resaltar que esta ecuación tiene formas diferentes dependiendo de qué fases están presente en el equilibrio. Con esta ecuación lo que conseguimos es una pendiente que es igual a dP/dT justo en la línea de equilibrio donde coexisten ambos estados, esta pendiente la utilizaremos posteriormente para despejar el término de ΔHv2

Para aplicar la ecuación de Clausius-Clapeyron se tomó el vapor de agua como un gas ideal, esto es debido a que en el equilibrio liquido-vapor, el volumen que aporta el vapor de agua es mucho mayor que el del líquido, lo cual hace despreciable el volumen del líquido, con esto se pudo trabajar con el cambio en el volumen solo del vapor suponiéndolo como gas ideal. Para usar la ecuación de Clausius-Clapeyron se debe tener una temperatura lejana de la crítica ya que la densidad del gas sería muy alta y el vapor no se podría tomar como gas ideal. En la transición de líquido a vapor ∆H es positivo, es decir en la gráfica la pendiente debió ser positiva, de igual manera en la transición de solido a líquido, pero esta no sucede en el caso del agua, se observa debido a que al principio de Le Châtelier, el cual predice que un aumento en la presión desplazara el equilibrio hacia el lado con el volumen más pequeño2.

Los datos que se obtuvieron experimentalmente nos muestran que conforme se incrementa la temperatura, la presión de vapor también lo hace hasta llegar a 0,45 atm, cuando un líquido se calienta, se le suministra mucha energía, esta energía se manifiesta en aumento de velocidad de las moléculas que lo componen, aumentando así los choques entre ellas, las moléculas con una energía cinética mayor son las que escaparan del líquido y se transformaran en vapor. La cantidad de moléculas que alcanzan suficiente velocidad para pasar a estado gaseoso será mucho mayor, es decir se generara mayor presión de vapor. 3 El valor de entalpia teórico es de 40,65 kj/mol y el obtenido experimentalmente fue de 25,13 kj/mol dando como resultado un porcentaje de error del 38,18% el cual es aceptable debido a los posibles errores experimentales y aleatorios que se presentaron en el laboratorio como la toma de datos del volumen de la burbuja, los factores ambientales, perturbaciones en el sistema entre otros.

BIBLIOGRAFIA

- Universidad Nacional Autónoma de Mexico, .. (28 de 01 de 2017). Equilibrio liquido-vapor. Obtenido de http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/PRACTICA1_17306.pdf

- Levine, I. (2014). Principios de fisicoquimica. Mexico D.F: McGraw Hill.

3. EcuRed. Recuperado el 29 de Enero de 2016. http://www.ecured.cu/Presi%C3%B3n_de_vapor