Termodinamica

  • May 2020
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TECNOLÓGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE ECATEPEC DIVISIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA Y BIOQUIMICA ASIGNATURA: LABORATORIO INTEGRAL II

CARRERA:

INGENIERÌA QUIMICA

TECNOLÓGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE ECATEPEC

DIVISIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA Y BIOQUÍMICA

LABORATORIO INTEGRAL II

ECATEPEC, EDO. DE MÉXICO

HOJA __1____ DE _42____

TECNOLÓGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE ECATEPEC DIVISIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA Y BIOQUIMICA ASIGNATURA: LABORATORIO INTEGRAL II

CARRERA:

INGENIERÌA QUIMICA

MANUAL DE LABORATORIO INTEGRAL II

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CARRERA:

INGENIERÌA QUIMICA

PRESENTACIÓN

El propósito de este manual de actividades experimentales es presentar un material

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CARRERA:

INGENIERÌA QUIMICA

INTRODUCCIÓN Al elaborar este manual se ha buscado como fin característico su estructuración como un elemento facilitador del aprendizaje de los alumnos, a manera de guía del trabajo en el laboratorio integral II. Las características generales de este manual involucran: 1.- Realizar los experimentos apoyándose en esta guía de procedimientos, cuyo objeto es propiciar un trabajo más independiente por parte del alumno, sobre todo en las etapas iniciales del curso. Es necesario que el alumno inicialmente siga la secuencia indicada en esta guía para lograr los objetivos metodológicos. 2.- Abordar otros experimentos a manera de proyectos sencillos en una etapa posterior, casi al final del curso sin el apoyo de la guía, a fin de que el alumno aplique con criterio el método experimental, fomentando con ello un trabajo más libre que lo posibilite en la dirección de autosuficiencia académica. Algunos elementos teóricos conceptuales de esta ciencia requieren de

modelos, los

cuales representaran en este caso a los sistemas en equilibrio termodinámico, será a partir del conocimiento de los dispositivos y materiales del laboratorio o de su adecuación lo que permitirá la realización de dichas experiencias, cuyas principales características deberán de situarse en el redescubrimiento, para así generar estos modelos, los cuales inicialmente se situarán en lo físico conceptual de manera muy sencilla, para posteriormente poder complejizarlos, ya que ello permitirá la articulación de una serie de conocimientos que lleve al alumno a establecer y comprobar las relaciones formales pertinentes. En este sentido se habrá de identificar y de reconocer a partir de dichas relaciones, cuáles son los datos de laboratorio que deberán de tomarse en cuenta, los parámetros físicos, químicos, biológicos o de cualquier índole que se deberá operar, así como otra información HOJA __4____ DE _42____

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pertinente que se deberá buscar, tanto en el laboratorio como en la biblioteca u otra fuente. El alumno en esta situación, está en la posibilidad de tener los elementos teórico-metodológicos para poder diseñar de manera sencilla los experimentos, elegir un material o sustancia, elaborar un formato de "Hoja de datos de laboratorio" que contenga toda la información requerida por el experimento, planear la secuencia de las actividades a desarrollar en el transcurso del mismo, previendo cuales serán los instrumentos de servicio y de medición que va a requerir. La realización misma del experimento brindará una amplia gama de experiencias, en este sentido; el laboratorio será el espacio de la práctica educativa en donde se aprenderá a ejercitar toda una serie de habilidades básicas del conocimiento requeridas para el logro del perfil profesional. El reporte final de la actividad experimental es el producto íntegro del trabajo en cada temática abordada (VER APENDICE). Deberá cuidarse que refleje cualitativa y cuantitativamente el trabajo realizado y que muestre la variedad y riqueza de experiencias asociadas al desarrollo del mismo. Al escribir este reporte

se deberá

poner énfasis en la

claridad, para lo cual se deberá tener en mente cuáles son los objetivos de la práctica y los logros de la misma, resaltar aquellos aspectos que se consideren que podrían hacer original o distinta la realización de la experiencia

con respecto a lo que podría ser lo usual, por ejemplo si se

utiliza una sustancia que el alumno propone , si se emplea algún método alternativo para medir alguna variable o si se desarrolla alguna explicación interesante para algún comportamiento observado, que se haya podido comprobar que fue importante para obtener mejoras en los resultados, etc. Esto muestra la creatividad con la que se fue abordada la tarea.

El reporte deberá tener presentes a los potenciales lectores, para que al analizarlo reciban la impresión deseada, esto es, que puedan apreciar el valor de la actividad. Un aspecto importante en el laboratorio es la realización del trabajo en equipo, sobre todo que será fundamental en tu formación profesional. Un equipo bien integrado discute cada una de HOJA __5____ DE _42____

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las actividades, toma acuerdos sobre la manera de realizarlas y las lleva a cabo comunicándose y discutiendo las diversas experiencias, de manera que el reporte resulta un escrito integrado y no meramente un cúmulo de pequeñas secciones sin un hilo conductor ni coherencia interna. El trabajo en equipo es una actividad profesional que puede ser mas estimulante cuando hay una buena relación entre los integrantes del equipo, pero aún si ese no es el caso, el logro de los objetivos debería ser un aliciente suficiente para llevar a buen término el trabajo; no siempre es posible trabajar únicamente con las personas más afines a nuestra manera de ser.

El reto en este espacio de trabajo es siempre presente: reflexionar los temas hasta el punto de llegar a comprenderlos, adquirir la capacidad de razonamiento y aplicar estos conocimientos a la solución de los problemas que se le presenten en la cotidianidad del hacer académico y profesional. La estructuración de la guía de experimentos incluye una relación de saberes, conocimientos requeridos que son los que el alumno debe de contar para comprender y realizar el trabajo experimental propuesto, así como de los conocimientos por adquirir, los cuales se adquirirán a través de la experiencia en el laboratorio. La naturaleza del material incluye, objetivo, hipótesis, introducción, metodología, análisis de resultados, conclusiones y un cuestionario para resolver.

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INDICE

PRACTICA No 1 CARACTERIZACIÒN DE UN SISTEMA TERMODINAMICO

6

PRACTICA No 2 ESTUDIO DE LOS SISTEMAS GASEOSOS

11

PRÁCTICA No. 3 PRESION DE VAPOR

23

PRACTICA No 4 CAPACIDAD CALORIFICA

28

PRACTICA No 5 CONVERSIÓN DE ENERGIA; EQUIVALENTE DE TRABAJO EN CALOR

35

PRACTICA No 6 “TERMOQUIMICA DE LAS DISOLUCIONES”

40

PROYECTOS PROPUESTOS

42

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PRACTICA No. 1

TÍTULO DE LA ACTIVIDAD EXPERIMENTAL: “CARACTERIZACIÒN DE UN SISTEMA TERMODINAMICO”

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PRÁCTICA No. 1 “CARACTERIZACIÒN DE UN SISTEMA TERMODINAMICO " I.- RELACIÓN DE CONOCIMIENTOS: Conocimientos requeridos Calculo diferencial e integral Sistemas de Unidades Magnitudes e instrumentos de medición Conceptos de error, precisión y exactitud.

Conocimientos por adquirir Propiedades termodinámicas; intensivas y extensivas. Concepto de sistema, fronteras y alrededores. Diferentes tipos de sistemas y paredes Cuantificación de las propiedades de un sistema.

II.- OBJETIVO: Caracterizar a un sistema termodinámico en función de sus propiedades macroscópicas extensivas o intensivas: sugerencia : Densidad, punto de ebullición, punto de fusión, composición, volumen específico, temperatura , coeficiente de expansión térmica para líquidos, etc.

III.- HIPÓTESIS: Será planteada por el alumno V.- INTRODUCCIÓN: Las propiedades termodinámicas son aquellas que describen un estado macroscópico de un sistema por ejemplo la presión, temperatura, volumen, velocidad, densidad, calor especifico, etc. Podemos considerar como las más importantes la presión, volumen y temperatura, ya que son fáciles de medir y de ellas se pueden derivar otras propiedades. Las propiedades termodinámicas se clasifican en Extensivas e Intensivas: a) Extensivas: son aquellas que dependen de la cantidad de masa que contiene el sistema, por ejemplo el volumen, peso, energía, entalpía, entropía, etc. b) Intensivas: son aquellas que no dependen de la cantidad de masa que contiene el sistema, entre ellas están presión, temperatura, densidad, composición, índice de refracción, punto de ebullición, viscosidad, volumen específico, etc.

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Un sistema termodinámico es una región en el espacio o una colección fija de materia encerrada por una frontera real o imaginaria, la cual puede ser rígida o flexible, y el sistema puede estar fijo o moviéndose en el espacio.Los sistemas termodinámicos tienen interacciones con su entorno; tales interacciones implican la transferencia de algún producto a través de la frontera del sistema. El entorno se define como todo aquello que es externo al sistema. Hay tres tipos de sistemas: cerrados, abiertos y aislados. La termodinámica trata de las transformaciones de la energía y las relaciones entre las propiedades de los sistemas. Una propiedad se define formalmente como cualquier característica observable de un sistema, de aquí la importancia de caracterizar al mismo. VI.- EXPERIMENTO: El material necesario para la experimentación deberá de ser seleccionado de acuerdo al resultado de la siguiente guía de procedimientos: 6.1 GUIA DE PROCEDIMIENTOS. 1. Elija un sistema termodinámico para su caracterización, el cuál deberá ser analizado, discutido y aprobado por su profesor asesor. _______________________________________________________________________ _ 2. Proponga un procedimiento que permita la determinación de algunas propiedades del sistema elegido, haciendo uso del método científico experimental anexo. _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ __ 3. De acuerdo al punto anterior, clasifique las propiedades en intensivas y extensivas. a) Intensivas: ____________________________________________________________ __________________________________________________________________________ b) Extensivas: ____________________________________________________________ __________________________________________________________________________ 4. Lleve a cabo la experimentación haciendo uso de la metodología propuesta, tomando información pertinente y tabulando los datos obtenidos, utilizando para ello los sistemas de unidades inglés e Internacional. 5. Mediante discusión grupal analice la información obtenida. HOJA __10____ DE _42____

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VIII.- CONCLUSIONES: En función del punto anterior, elabore las conclusiones que permitan el logro del objetivo planteado de manera inicial. IX.- CUESTIONARIO: 1. ¿Qué es la termodinámica? Haga una distinción clara entre la termodinámica clásica y la termodinámica estadística. 2. Explique con sus propias palabras cada uno de los siguientes conceptos: a) Sistema termodinámico b) Propiedad c) Propiedad intensiva y extensiva d) Estado y proceso 3. Defina los siguientes conceptos: a) Densidad b) Punto de fusión c) Punto de ebullición d) Índice de refracción e) Composición f) Energía interna, temperatura 4. La densidad del agua es de 1000 Kg/m3. Calcule el volumen ocupado por 1 Kg de agua en el Sistema Inglés y en el SI. 5. Un recipiente rígido contiene 0.5 Kg de vapor de agua seco saturado, con un volumen específico de 1.673 m3/Kg. ¿Cuál es el volumen del recipiente?

X.- BIBLIOGRAFÍA No.

Autor / Año

Título

Editorial / Edición

1

Kart C. Rolle

TERMODINÁMICA

6ª Edición, Pearson Prentice Hall.

2

Russel y Adebiyi

TERMODINÁMICA CLASICA

3

Castellan, G: W.

FISICOQUÍMICA

Addison Wesley Iberoamericana. 2ª Edición, Addison Wesley Longman HOJA __11____ DE _42____

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PRACTICA No. 2

TÍTULO DE LA ACTIVIDAD EXPERIMENTAL: ESTUDIO DE LOS SISTEMAS GASEOSOS

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PRÁCTICA No. 2 ESTUDIO DE LOS SISTEMAS GASEOSOS PROBLEMA 1. Determinación experimental de la relación cuantitativa entre la presión y el volumen de un gas a temperatura constante. PROBLEMA 2. Determinación experimental de la relación cuantitativa entre la temperatura y el volumen de un gas a presión constante (determinación del cero absoluto) PROBLEMA 3. Determinación experimental de la relación cuantitativa entre la presión y la temperatura de un gas a volumen constante. I.- RELACIÓN DE CONOCIMIENTOS: Conocimientos requeridos Calculo diferencial e integral Magnitudes e instrumentos de medición (manómetro, termómetro) Conceptos de error, precisión y exactitud. Conceptos de presión, temperatura. Ley cero de la termodinámica

Conocimientos por adquirir Concepto de gas ideal Leyes de los gases Propiedades de los fluidos puros Relaciones cuantitativas entre propiedades de las sustancias.

II.- OBJETIVO: Encontrar las relaciones cuantitativas entre las propiedades macroscópicas de los gases a partir de una actividad experimental que permita obtener la ecuación general del estado gaseoso. III.- HIPÓTESIS: Será planteada por el alumno V.- INTRODUCCIÓN: De los tres estados de agregación en los que se conforma la materia, es el estado gaseoso el que presenta una mayor facilidad para su estudio, además de entender que este tipo de fluidos son los de mayor utilidad en los procesos termodinámicos. El estado gaseoso es una de las sustancias de mayor interés en ingeniería y se le puede definir como un sistema que tiene una composición química uniforme en todas sus partes; como sustancia pura debe de cumplir con ciertos requisitos para su estudio, tal como ser una sustancia macroscópicamente homogénea en su composición. HOJA __13____ DE _42____

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CARRERA:

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El estado termodinámico de una sustancia gaseosa se fija mediante la especificación de dos propiedades termodinámicas intensivas independientes. Aunque se puede elegir entre varias propiedades, son más adecuadas aquellas que son posible medir con facilidad en el laboratorio; la presión, temperatura y volumen. GASES IDEALES Y REALES Por motivos de estudio conviene clasificar a los gases en: a) ideales y b) no ideales o reales. El gas ideal obedece ciertas leyes, mientras que los reales las cumplen bajo ciertas condiciones. En los gases ideales el volumen ocupado por las propias moléculas es insignificante en comparación con el volumen total, lo cual solo se cumple de forma parcial ya que existen restricciones a tal condición. Para los gases reales las condiciones influyen en las propiedades, resultando claro que un gas ideal es hipotético. Por el estudio de los gases se han llegado a establecer sus leyes o generalizaciones que constituyen el punto de partida de la conducta gaseosa en general. Las leyes son: a) Ley de Boyle b) Ley de Charles c) Ley de Gay-Lussac Estas leyes conducen a una interrelación que permite establecer la ecuación conocida como ley combinada de los gases ideales o ley general del estado gaseoso. VI.- EXPERIMENTO: REACTIVOS: No 1 2 3

Características Mercurio Agua Hielos

Cantidad El necesario La necesaria Lo necesario

MATERIAL DE LABORATORIO: No

Material

Cantidad

1

Soporte universal completo

1

2

Matraz erlenmeyer de 250 ml con tapón de 1 orificio

1 HOJA __14____ DE _42____

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3 4

Pinzas universales Termómetro

1 1

5

Tubo de vidrio

10 cm aprox

6

Jeringa de plástico graduada ( 30 ml )

1

7

Hojas milimétricas

2

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Dinamómetro de 50 N Parrilla eléctrica o mechero de bunsen Baño maría Globo Silicón para sellar, masking tape Vernier Manómetro de vidrio en U Matraz kitazato de 250 ml con tapón de 2 orificios Manguera de latex Pinza mohr

1 1 1 1 El necesario 1 50 cm aprox 1 2 tramos de30 cm 1

El material necesario para la experimentación deberá de ser seleccionado de acuerdo al resultado de la siguiente guía de procedimientos: 6.1 GUIA DE PROCEDIMIENTOS. 1. Elija un problema los tres problemas sugeridos al inicio. ________________________ _______________________________________________________________________ _ 2. Seleccione el material necesario para la experimentación. _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ __ 3. Prediga mediante una hipótesis la relación cuantitativa que existe entre las variables del problema seleccionado. Exprese su hipótesis también en lenguaje matemático.

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_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ __ _______________________________________________________________________ _ 4. Para contrastar (comprobar si es correcta o no) su hipótesis, proponga un procedimiento para llevar acabo la experimentación, tratando de minimizar las fuentes de error _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ __ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ __ 5. Cuando el asesor apruebe su procedimiento, lleve acabo la experimentación y ordene sus datos en una tabla. 6. A partir de los datos de la tabla grafique en papel milimétrico los datos obtenidos en el punto anterior. 7. Si no obtuvo en la grafica una línea recta, linealícela mediante algún método. ¡Asesórese con su profesor! 8. Analice e interprete la gráfica. 9. Calcule el valor constante entre dos estados termodinámicos consecutivos de sus resultados experimentales y escriba la ecuación correspondiente. 10. A partir de la ecuación obtenida valore si su hipótesis de trabajo fue correcta o no. 11. Mediante discusión grupal analice su problema seleccionado.

VIII.- CONCLUSIONES: En función del punto anterior, elabore las conclusiones que permitan el logro del objetivo planteado de manera inicial. IX.- CUESTIONARIO: HOJA __16____ DE _42____

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1. Explique con sus propias palabras cada uno de los siguientes conceptos: a) Gas ideal. Dé condiciones aproximadas para que la fase gaseosa de una sustancia pura se comporte como un gas ideal. b) Ecuación del gas ideal y leyes de los gases. c) ¿Qué es un gas perfecto? Dé dos ejemplos. d) Proceso isotérmico e) Proceso isobárico f) Proceso isocórico g) Proceso adiabático 2. ¿Cuál es la diferencia entre un barómetro y un manómetro? 3. Si tanto el volumen como la presión de un gas ideal se duplican, ¿Cuál es la razón de las temperaturas absolutas? 4. La temperatura de un cilindro cerrado que contiene aire a 25ª C y con una presión de 760 mmHg se eleva a 100ª C. ¿Cuál es la nueva presión? 5. Una habitación mide 5 m x 6 m x 4 m. ¿Cuál es la masa de aire contenida en la habitación si la temperatura es de 20 ª C y la presión es de 1 atm? 6. Un gas a 0.1 MPa con un volumen de 2 m 3 se comprime a un volumen de 0.5 m 3 a temperatura constante. Si el gas se comporta como un gas ideal, ¿Cuál es la nueva presión?

X.- BIBLIOGRAFÍA No.

Autor / Año

Título

Editorial / Edición

1

Kart C. Rolle

TERMODINÁMICA

6ª Edición, Pearson Prentice Hall.

2

Russel y Adebiyi

TERMODINÁMICA CLASICA

Addison Wesley Iberoamericana.

3

Castellan, G: W.

FISICOQUÍMICA

2ª Edición, Addison Wesley Longman

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CARRERA:

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PRACTICA No. 3

TÍTULO DE LA PRÁCTICA:

“PRESIÒN DE VAPOR”

Presiòn de vapor, Sustancia pura, Procesos de cambio de fase de sustancias puras, Lìquido saturado, vapor saturado, tablas de vapor HOJA __19____ DE _42____

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PRÁCTICA No. 3 PRESION DE VAPOR Problema 1.- Determinar experimentalmente la presión de vapor de diferentes sustancias puras a una misma temperatura. Problema 2.- Determinar experimentalmente la curva temperatura-presión de vapor de una sustancia pura (agua).

I.- RELACIÓN DE CONOCIMIENTOS: Conocimientos requeridos Presión Presión absoluta Presión de vapor Diagrama P-T del agua Presión manométrica Líquidos manométricos Tipo de errores

Conocimientos por adquirir Presión de vapor, Sustancia pura, Procesos de cambio de fase de sustancias puras, Líquido saturado, vapor saturado, tablas de vapor

II.- OBJETIVOS: -Reconocer experimentalmente que una sustancia pura liquida es susceptible de evaporarse y que la presión que ejerce su vapor se denomina presión de vapor, y que es diferente para varias sustancias a una determinada temperatura. -Medir la presión de vapor de una sustancia pura (agua) en un intervalo de temperaturas en un sistema vapor-liquido para trazar el diagrama de P – T correspondiente III.- HIPÓTESIS: Será planteada por el alumno V.- INTRODUCCIÓN: La presión de vapor saturada de una sustancia es la presión adicional ejercida por las moléculas de vapor sobre la sustancia y sus alrededores en condiciones de saturación. Un líquido se evapora cuando las moléculas logran escaparse de su superficie; en su movimiento por encima del líquido chocando con las demás moléculas difundiéndose en un sistema abierto o interactuando con las paredes del recipiente en un sistema cerrado, en este caso algunas chocan con la superficie del líquido y se unen a él.

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CARRERA:

INGENIERÌA QUIMICA

Cuando la velocidad de evaporación es igual a la velocidad de condensación el sistema se encuentra en equilibrio. La presión de vapor de un líquido es esa fuerza con la cual las moléculas del líquido se mueven y aumenta a medida que lo hace la temperatura. La evaporación de los líquidos y el fenómeno de la presión de vapor pueden explicarse mediante la teoría cinética molecular. La evaporación tiene lugar cuando las moléculas de alta energía situadas en la superficie del líquido se separan de las moléculas vecinas y escapan a la fase gaseosa. Un líquido volátil es aquel en el que existe una atracción muy pequeña entre las moléculas. Debido a esta débil atracción intermolecular, una gran parte de ellas poseen energía suficiente para escapar del líquido, con lo que puede tener lugar la evaporación a temperatura ambiente. Esta presión es conocida como presión saturada de vapor del líquido correspondiente. En tanto se mantiene esta, el líquido no exhibe más tendencia a evaporarse, pero a una presión menor hay una nueva trasformación hacia la fase de gas, y otra mas elevada se verifica una condensación, hasta restablecer la presión de equilibrio. Para un liquido cualquiera la vaporización va acompañada de absorción de calor y la cantidad de este, para una temperatura y presión dadas, requeridas para calentar cierto peso de liquido se conoce con el nombre de calor de vaporización y es la diferencia de entalpía de vapor y liquido, esto es, ∆Hv = Hr - Hl, donde ∆Hv es el calor de vaporización y Hr y Hl las entalpías de vapor y de liquido. En una evaporización ∆Hv es positiva siempre, mientras que en una condensación es negativa y numéricamente igual al calor absorbido en la vaporización. Como cabe esperar la definición de ∆H; ∆Hv es la diferencia entre la energía interna del vapor y del liquido ∆Ev = Ev -El y el trabajo de expansión en el cambio de fase; es decir ∆Hv = ∆Ev + P ∆Vv donde P es la presión de vapor y ∆Vv = Vv - V l Hay varios procedimientos de medir la presión de vapor de un líquido que se clasifican en estáticos y dinámicos. En los primeros se deja que el líquido establezca su presión de vapor sin que haya ningún disturbio, mientras que en los dinámicos el líquido hierve o se hace pasar una corriente inerte de gas a través del mismo. La línea de separación entre esos métodos no es muy clara siempre, y un procedimiento particular es a veces, una combinación de los dos. La presión ejercida por las moléculas de vapor en equilibrio con el líquido a una determinada temperatura se llama presión de vapor del líquido. La presión de vapor depende de la temperatura y de la clase del liquido, puesto que depende de la naturaleza de las HOJA __21____ DE _42____

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CARRERA:

INGENIERÌA QUIMICA

interacciones entre las moléculas de la sustancia; un compuesto como el agua tiene una presión de vapor mas baja que el éter porque las moléculas de agua tienen fuerzas de atracción intermolecular mayores que las moléculas del éter. VARIACION DE LA PRESION DE VAPOR CON LA TEMPERATURA La presión de vapor de un líquido, es constante a una temperatura dada, pero aumenta si lo hace la temperatura hasta el punto crítico del líquido. Es fácil de comprender el aumento de la presión de vapor teniendo en cuenta la teoría cinética. Al aumentar la temperatura es mayor la porción de moléculas que adquieren la energía suficiente para escapar de la fase liquida, y en consecuencia se precisa mayor presión para establecer un equilibrio entre el vapor y el liquido. Por encima de la temperatura critica la tendencia de escape de las moléculas es tan elevada que ninguna presión aplicada es suficiente para mantenerlas unidas en el estado liquido, y toda la masa persistente como gas. Los líquidos formados por moléculas polares son menos volátiles y solamente una pequeña parte posee energía suficiente para librarse de esta fuerte atracción mutua. VI.- EXPERIMENTO: REACTIVOS: No 1 2 3 4 5 6

Características Mercurio Éter etílico Alcohol etílico Acetona Tetracloruro de carbono Agua corriente, hielos

Cantidad 50 ml 10 ml 10 ml 10 ml 10 ml La necesaria, 1 bolsa

MATERIAL DE LABORATORIO: No

Material

Cantidad

1

Soporte universal completo y varilla metálica

2

2 3 4

Probeta graduada de 10 ml Pinza de nuez, pinza para termómetro Pinza para bureta

1 1 de cada una 2 HOJA __22____ DE _42____

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5

Termómetro de -10 a 110°C

1

6

Tubo de vidrio de 7 mm de diámetro

70 cm aprox

7 8

Tubo capilar o un tubo de plástico doblado en U Vaso de p.p de 2 litros y de 50 ml

8 cm 1 de cada uno

9

Hojas milimétricas

2

10 11 12 13 14

Agitador de vidrio Mechero de bunsen Jeringa de 5 ml con aguja Silicón para sellar, masking tape Vernier

1 1 1 El necesario 1

PROCEDIMIENTO DEL PROBLEMA 1 1. Mediante calentamiento selle un extremo del tubo de vidrio de 7 mm, dejando abierto el otro extremo. 2. Coloque el mercurio proporcionado dentro del vaso de p.p. de 50 ml 3. Mediante la jeringa coloque mercurio dentro del tubo sellado, casi a su totalidad, ¡tenga mucho cuidado con el manejo del mercurio porque es venenoso, use guantes de cirujano! 4. Deje el mercurio restante en el vaso de p.p. de 50 ml 5. Tape con el dedo índice (use guantes) el extremo abierto e invierta el tubo y sumérjalo ligeramente dentro del vaso de p.p. que contiene el mercurio restante, tal como se muestra en la figura 3.1 “barómetro” (sujete bien el tubo de vidrio por medio de un soporte universal). 6. Introduzca una o dos gotas de éter dentro del barómetro, haciendo uso para ello de una jeringa y del tubo en U, ello permitirá que suba éste hacia la parte superior de la columna de mercurio evaporándose. El espacio situado por encima del mercurio se satura rápidamente, es decir, se establece rápidamente un equilibrio entre la fase líquida y la fase gaseosa de la muestra, y la presión ejercida por el vapor es la que hace bajar la columna de mercurio. El descenso de la columna de mercurio indica directamente la presión de vapor de la muestra. 7. Mida la distancia que desciende el mercurio en el tubo y anótelo. d= __________ mm 8. Efectué nuevamente todo este procedimiento partiendo del punto 2, de forma similar para los demás solventes. 9. Organice los datos obtenidos para cada solvente mediante una tabla. 10. Con los datos anteriores efectúe cálculos para la determinación de la presión de vapor de cada solvente, transformando los valores de mmHg a atm y Pa. HOJA __23____ DE _42____

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CARRERA:

INGENIERÌA QUIMICA

PROCEDIMIENTO DEL PROBLEMA 2 Una muestra de aire está contenida en una probeta graduada invertida, sumergida en un vaso de precipitado de 2 L. El agua es calentada hasta unos 80 ºC y el gas contenido se satura de vapor de agua rápidamente a esta temperatura. La temperatura del baño de agua y el volumen de gas de la probeta deben anotarse. Se deja enfriar el baño de agua y se va leyendo la temperatura y el volumen de gas a intervalos de 2 ºC. El número de moles de aire está siempre constante, pero el número de moles de agua presente en la fase gaseosa va a variar con la temperatura. Sabiendo el número de moles de aire (naire) en la muestra gaseosa, la presión parcial de aire (Paire) puede ser calculada a cada temperatura y la presión de vapor de agua (Pagua) puede ser obtenida por la diferencia entre la presión barométrica (Patm) y la del aire. El número de moles de aire en la mezcla se conoce de las medidas de volumen, temperatura y presión a temperaturas cercanas a 0 ºC, donde el contenido de vapor de agua es menor del 1 % y por lo tanto podemos considerarlo despreciable. A continuación se enumeran paso a paso lo expresado en este párrafo. 1. Llenar con agua destilada una probeta graduada de 10 ml dejando un volumen libre de aproximadamente 2 ml, medido desde el borde. Cubrir el extremo con un dedo e invertir rápidamente introduciéndola en el vaso de precipitado de 2 L, que ha sido llenado previamente con agua, tal como se muestra en la figura 3.2. 2. Agregar más agua al vaso de 2 L si fuera necesario para que el gas dentro de la probeta quede totalmente cubierto de líquido. Luego calentar con un mechero de laboratorio hasta aproximadamente 80 ºC. Nota: agitar (con cuidado) el agua del baño para evitar gradientes de temperatura. 3. Leer el volumen de aire con una aproximación de 0,1 ml y la temperatura del baño con una apreciación de 0,1 ºC. 4. Una vez que llegó aproximadamente a 80 ºC, retirar el fuego para permitir que el agua comience a enfriarse. A medida que el agua se va enfriando se deben ir tomando medidas de volumen y de temperatura a intervalos de 2 ºC, hasta alcanzar 60 ºC. 5. Al llegar a la temperatura de 60 ºC, enfriar rápidamente el sistema quitando el agua caliente y agregando hielo hasta que cubra toda la probeta. Medir a una temperatura de aproximadamente 3 ºC, el volumen correspondiente. 6. Tener la información de la presión atmosférica en el laboratorio

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Figura 3.1 Barómetro para la determinación de la presión de un líquido.

Figura 3.2 Dispositivo para determinación de presión de vapor a diferentes temperaturas.

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INGENIERÌA QUIMICA

Cálculos

1.El

uso de una probeta graduada invertida de 10 ml, involucra un pequeño error sistemático debido a que el menisco de la interfase vapor de agua-líquido está invertido. Se ha estimado que la introducción de volúmenes conocidos de aire en un cilindro lleno de agua, involucra un error de 0,2 ml si el cilindro está graduado hasta 10 ml, por lo tanto, en este caso todos los volúmenes deben ser corregidos restándoles 0,2 ml para compensar el error del menisco invertido.

2. Usando los valores medidos de volumen y temperatura del punto 5 y la presión atmosférica, calcular el número de moles de aire. Suponga que la presión de vapor de agua es despreciable comparada con la presión atmosférica a estas bajas temperaturas. naire =

PatmV RT

3. Para cada temperatura, calcule la presión parcial del aire en la mezcla de gases. Paire =

naire RT V

4. Calcule la presión de vapor de agua a cada temperatura y grafique en papel milimétrico Pagua = Patm − Paire 5.-Si no obtuvo en la grafica una línea recta, linealícela mediante algún método. ¡Asesórese con su profesor! 6.-Encuentre el valor de la presión de vapor de agua a 67ºC usando el gráfico. 7.-Analice e interprete la gráfica 8.- Mediante discusión grupal analice su problema seleccionado.

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INGENIERÌA QUIMICA

VIII.- CONCLUSIONES: En función del punto anterior, elabore las conclusiones que permitan el logro del objetivo planteado de manera inicial. IX.- CUESTIONARIO: 1. Defina presión de vapor 2. Explique por que es importante especificar la temperatura a la que se mide la presión de vapor de un líquido. 3. Explique porqué el agua acaba evaporándose en un recipiente abierto, a temperatura ambiente de -20 °C aún cuando normalmente hierve a 100 °C 5. Explique porqué la tela mojada se siente fría al ponerla sobre la frente. 6. Explique que quiere decir que el líquido y el vapor están en equilibrio en un recipiente cerrado. 7. Proponga un razonamiento que explique porque la nieve se evapora directamente sin licuarse en un día muy seco. 8. Porque los alimentos se cocinan más rápido en olla de presión que en olla abierta. 9. Explique porque un “huevo de 3 minutos” cocido en un campamento en las alturas del himalaya no sabe tan bien como cuando se cocina en un campamento al nivel del mar. 10.¿Qué presión hay que alcanzar para que el agua hierva a 20 °C?

X.- BIBLIOGRAFÍA No.

Autor / Año

Título

Editorial / Edición

1

Kart C. Rolle

TERMODINÁMICA

6ª Edición, Pearson Prentice Hall.

2

Russel y Adebiyi

TERMODINÁMICA CLASICA

Addison Wesley Iberoamericana.

3

Castellan, G: W.

FISICOQUÍMICA

2ª Edición, Addison Wesley Longman

4

Chang Raymond

QUIMICA

Mc Graw Hill, 6ª ed.

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CARRERA:

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PRACTICA No. 4

TÍTULO DE LA PRÁCTICA:

“CAPACIDAD CALORIFICA ”

Presiòn de vapor, Sustancia pura, Procesos de cambio de fase de sustancias puras, Lìquido saturado, vapor saturado, tablas de vapor

PRÁCTICA No. 3 PRESION DE VAPOR HOJA __28____ DE _42____

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CARRERA:

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PRÁCTICA No. 4 “CAPACIDAD CALORIFICA” Problema 1.- Determinar experimentalmente la capacidad calorífica de un calorímetro simple. I.- RELACIÓN DE CONOCIMIENTOS: Conocimientos requeridos Interacciones, energía y trabajo Concepto de calor Concepto de entalpía Calores específicos y su relación con la energía interna y entalpía Equilibrio térmico Temperatura Ley cero de la termodinámica Sistemas cerrados y abiertos Concepto de calorímetro

Conocimientos por adquirir Constante calorimétrica Primera ley de la termodinámica Relación de temperatura-calor Sistemas adiabáticos Capacidades caloríficas de líquidos y sólidos

II.- OBJETIVOS: Determinar la capacidad calorífica de un calorímetro simple y poder utilizarla para obtener la capacidad calorífica de otras sustancias. III.- HIPÓTESIS: Será planteada por el alumno V.- INTRODUCCIÓN: Consideraciones teóricas: Se define capacidad calorífica molar (C) como la cantidad de calor en calorías necesaria para aumentar 1 °C la temperatura de una mol de sustancia; si la masa considerada es un gramo, la capacidad calorífica se denomina calor específico. Las unidades respectivas usuales son: caloría/mol K y caloría/g K. La ecuación general que define a la capacidad calorífica es: dq C= dT La capacidad calorífica y el calor específico de las sustancias pueden determinarse si el proceso se efectúa a volumen o a presión constante, designándose Cv y Cp respectivamente; sus valores varían en función de la temperatura. HOJA __29____ DE _42____

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CARRERA:

INGENIERÌA QUIMICA

En el caso de los gases el valor de Cp es mucho mayor que Cv (Cp=Cv+R, en donde R=1.987 cal/mol K), mientras que en los líquidos y sólidos esta diferencia es mucho menor. Para las medidas experimentales de la capacidad calorífica, es necesario recordar que el calor ganado debe de ser igual al calor perdido: Qg=Qp (mCpΔT)g =(mCpΔT)p Por esta razón se debe conocer la capacidad calorífica del recipiente donde se efectúa la medida puesto que también consume calor. El calor ganado o el calor perdido en un determinado proceso que se lleva a una presión constante, como nuestro caso, a la presión ambiente se le denomina; entalpía. La función entalpía es particularmente útil como una medida de la energía que acompaña tanto a las reacciones químicas como a los procesos en general, a presión constante. No obstante, es deseable disponer de una función que describa la dependencia de la entalpía con la temperatura a presión constante. Esta función es la capacidad térmica. Por otra parte, las sustancias difiere entre si en la cantidad de energía que se necesita para producir, a una masa dada, un determinado aumento en su temperatura. La cantidad de energía térmica, VI.- EXPERIMENTO: REACTIVOS: No 1

Características Agua corriente

Cantidad La necesaria

MATERIAL DE LABORATORIO: No 1 2 3

Material Vaso de poli estireno o un termo Soporte universal completo Probeta de 100 ml

Cantidad 2 1 1 HOJA __30____ DE _42____

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CARRERA:

INGENIERÌA QUIMICA

4

Termómetro de precisión

2

5

Vaso de p.p de 500 ml

1

6 7

Agitador de vidrio Mechero de bunsen

1 1

VII.

PROCEDIMIENTO

7.1 Con la ayuda del material enlistado construya un calorímetro como el de la figura 4.1 7.2 Destape el calorímetro y vierta 150 ml de agua (V1) aproximadamente. Tápelo y agite hasta obtener una lectura constante de temperatura (T1 ) Anote los datos

7.3 En una probeta graduada coloque 50 ml de agua (V2 ) a 40 °C aprox. Agregue el agua rápidamente al calorímetro y mida su temperatura (T2) justo antes de la adición. __________________________________________________________________________ 7.4 Tape el calorímetro, agite cuidadosamente, espere a que llegue el equilibrio térmico y registre la temperatura final del equilibrio (T3 ). 7.5 Para calcular la capacidad calorífica del calorímetro (que será una constante), a partir de los datos medidos anteriormente, investigue en la bibliografía o el marco teórico arriba indicado la expresión u ecuación correspondiente, y escríbala:

7.6 Anote el resultado obtenido con sus respectivas unidades.

7.7 Identifique las fuentes de error en su determinación:

7.8 Proponga un apoyo estadístico para minimizar los errores, aplíquelo a la experimentación. Anote y discuta de nuevo el resultado.

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CARRERA:

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7.9 Para determinar el calor específico de otra sustancia, investigue en la bibliografía de que manera me sirve ó puede ser utilizada la constante del calorímetro calculada en esta actividad experimental.

Fig. 4.1 Calorímetro para determinación de calor específico VIII.- CONCLUSIONES: En función del punto anterior, elabore las conclusiones que permitan el logro del objetivo planteado de manera inicial. IX.- CUESTIONARIO: 1. ¿Qué es calor? ¿Cuál es la diferencia entre calor y energía térmica? ¿En qué condiciones se transfiere el calor de un sistema a otro? 2. Define con tus palabras capacidad calorífica e indica cuál es la diferencia con el calor específico. ¿Cuál es la propiedad extensiva y cuál intensiva? 3. ¿Cómo es la capacidad calorífica de los sólidos, líquidos y los gases en general?

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CARRERA:

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4. ¿Qué importancia representa conocer la capacidad calorífica específica de una sustancia? 5. ¿Por qué se dice que la capacidad calorífica del agua es grande comparada con la de los metales? 6. Defina calorimetría y describa dos calorímetros de uso común. 7. Una muestra de 466 g de agua se calienta desde 8.5ª hasta 74.6 0C. Calcule la cantidad de calor absorbido por el agua.

X.- BIBLIOGRAFÍA No.

Autor / Año

Título

Editorial / Edición

1

Kart C. Rolle

TERMODINÁMICA

6ª Edición, Pearson Prentice Hall.

2

Russel y Adebiyi

TERMODINÁMICA CLASICA

Addison Wesley Iberoamericana.

3

Castellan, G: W.

FISICOQUÍMICA

2ª Edición, Addison Wesley Longman

4

Chang Raymond

QUIMICA

Mc Graw Hill, 6ª ed.

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CARRERA:

INGENIERÌA QUIMICA

PRACTICA No. 5

TÍTULO DE LA PRÁCTICA:

“CONVERSIÓN DE ENERGIA; EQUIVALENTE DE TRABAJO EN CALOR”

Presiòn de vapor, Sustancia pura, Procesos de cambio de fase de sustancias puras, Lìquido saturado, vapor saturado, tablas de vapor

PRÁCTICA No. 3 PRESION DE VAPOR HOJA __34____ DE _42____

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CARRERA:

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PRÁCTICA No. 5 “CONVERSIÓN DE ENERGIA; EQUIVALENTE DE TRABAJO EN CALOR” PROBLEMA: Determinar experimentalmente la relación trabajo-calor a partir de la utilización de una resistencia eléctrica introducida en un recipiente con agua durante un determinado tiempo, para encontrar la equivalencia entre calorías y joules. I.- RELACIÓN DE CONOCIMIENTOS: Conocimientos requeridos Interacciones, energía y trabajo Concepto de calor Concepto de entalpía Temperatura Trabajo eléctrico Trabajo mecánico Ley cero de la termodinámica

Conocimientos por adquirir Principio de conservación de la energía El Joule como unidad de calor y de trabajo. Equivalente mecánico de calor Relaciones corriente eléctrica-calor Factor de conversión de una forma de trabajo a calor.

II.- OBJETIVO: Determinar experimentalmente el equivalente de trabajo en calor. III.- HIPÓTESIS: Será planteada por el alumno V.- INTRODUCCIÓN: La transmisión del calor de un cuerpo a otro puede observarse en dos formas. La transmisión puede causar o un cambio de temperatura, o un cambio de estado. La cantidad de calor transmitida puede medirse en términos de algunos de los efectos físicos que produce. Ejemplos de estos efectos son el cambio en volumen, o e resistencia eléctrica.

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CARRERA:

INGENIERÌA QUIMICA

El valor promedio del trabajo externo o energía intercambiada entre un sistema y sus alrededores, debido a los intercambios internos de energía que se producen como resultado de colisiones entre las moléculas del sistema y las moléculas de los alrededores se denomina calor. No se debe considerar el calor como una forma nueva de energía o una forma diferente de energía. Calor es sólo un nombre dado a una forma especial de trabajo o de intercambio de energía entre las partículas de dos sistemas. El calor Q se considera positivo cuando corresponde a un trabajo externo neto efectuado sobre el sistema y es negativo si es equivalente a un trabajo externo neto ejercido por el sistema. En el primer caso se dice que el sistema absorbió calor y en el segundo caso, que el sistema liberó calor. La caloría se introdujo en un principio como unidad para medir el calor cuando la naturaleza de éste era desconocida. Pero la caloría es simplemente otra unidad que mide trabajo y energía y no calor exclusivamente. Así pues, como calor es energía, se puede medir también en Joules. Encontrar la equivalencia entre Joules y calorías es el propósito de esta actividad experimental; fue determinada primero por Joule en una serie de experimentos iniciados en 1843 y con frecuencia se le ha llamado "equivalente Joule". Es usual denominarlo equivalente mecánico del calor y, el valor que se usa es de 1 caloría = 4.1840 J. El calentador de inmersión que se usará en esta actividad experimental trabaja como una resistencia conectada a una fuente de poder, por un fenómeno denominado "efecto Joule", libera calor. VI.- EXPERIMENTO:

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CARRERA:

INGENIERÌA QUIMICA

REACTIVOS: No 1

Características Agua corriente

Cantidad La necesaria

MATERIAL DE LABORATORIO: No

Material

Cantidad

1 2 3

Vaso de poli estireno de 1 litro o un termo con tapa Cronometro Termómetro de -10 a 110 °C

1 1 1

4

Vaso de p.p de 500 ml

1

5 6

Agitador de vidrio Calentador de inmersión

1 1

VIII.

PROCEDIMIENTO

8.1 Vierta agua suficiente en el vaso de unicel para cubrir totalmente el calentador de inmersión, ciérrelo bien y mida la temperatura inicial con el termómetro que está ubicado en la tapa del recipiente. 8.2 Encienda el calentador y el cronómetro. 8.3 Espere a que la temperatura aumente con el paso del tiempo, tomando sus valores a intervalos constantes de tiempo. 8.4 Investigue en la biblioteca como se calcula el calor del sistema en función de la masa y la temperatura __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ 8.5 Averigüe en cualquier fuente de información que relación o ecuación nos da el trabajo eléctrico del circuito en función del voltaje y la intensidad __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ 8.6 Construya una gráfica en papel milimétrico con los datos de su experimentación, interpretelos, analícelos y proponga algunas conclusiones HOJA __37____ DE _42____

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CARRERA:

INGENIERÌA QUIMICA

__________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ 8.7 Investigue como se calcula el equivalente mecánico de calor. VIII.- CONCLUSIONES: En función del punto anterior, elabore las conclusiones que permitan el logro del objetivo planteado de manera inicial. IX.- CUESTIONARIO: 1. ¿El calor es trabajo o es energía? Explique 2. ¿En qué consiste el experimento de Joule para la determinación del equivalente mecánico del calor? 3. ¿En qué unidades se mide el calor? ¿En qué unidades se mide el trabajo? 4. ¿Qué es un calentador de inmersión? 5. ¿Qué es potencia eléctrica y qué unidades tiene? 6. A partir de la ley de Ohm, la intensidad de corriente y la potencia, encuentra una relación entre la potencia, la resistencia, intensidad y el voltaje. 7. ¿Cómo se miden la resistencia y el voltaje? 8. Compare su resultado del equivalente mecánico del calor con el valor aceptado de 4.186 joules/caloría. Calcule el error relativo de su valor. 9. Discuta las razones por las cuales el valor obtenido por usted difiere del valor aceptado, ¿fue menor o mayor?, ¿podría explicar por qué resultó de uno u otro modo? 10. ¿Cuántas calorías de calor se llevarían 200 ml de agua a 20ºC para calentarla hasta 80ºC? ¿Cuánto tiempo tomaría calentar el agua si se usa un calentador de 50 watts de potencia? Muestre sus cálculos. X.- BIBLIOGRAFÍA No.

Autor / Año

Título

Editorial / Edición

1

Kart C. Rolle

TERMODINÁMICA

6ª Edición, Pearson Prentice Hall.

2

Russel y Adebiyi

TERMODINÁMICA CLASICA

Addison Wesley Iberoamericana.

3

Castellan, G: W.

FISICOQUÍMICA

2ª Edición, Addison Wesley Longman

4

Chang Raymond

QUIMICA

Mc Graw Hill, 6ª ed.

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CARRERA:

INGENIERÌA QUIMICA

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CARRERA:

INGENIERÌA QUIMICA

PRACTICA No. 6

TÍTULO DE LA PRÁCTICA:

“TERMOQUIMICA DE LAS DISOLUCIONES”

Presiòn de vapor, Sustancia pura, Procesos de cambio de fase de sustancias puras, Lìquido saturado, vapor saturado, tablas de vapor

PRÁCTICA No. 3 PRESION DE VAPOR

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CARRERA:

INGENIERÌA QUIMICA

PRÁCTICA No. 6 “TERMOQUIMICA DE LAS DISOLUCIONES” PROBLEMA: Encontrar la relación entre el calor involucrado en un proceso de formación de una solución y la cantidad de soluto presente. I.- RELACIÓN DE CONOCIMIENTOS: Conocimientos requeridos Interacciones, energía y reacción química Concepto de calor Concepto de reacción química Reacciones endotérmicas y exotérmicas Concepto de solución y preparación Concepto de entalpía Calor específico Ley de Hess

Conocimientos por adquirir Entalpía de formación Calores de solución y dilución Calor diferencial de disolución Calor de neutralización; en ácidos y bases Calor de formación de iones Energía reticular

II.- OBJETIVO: Demostrar que toda reacción química involucra un cambio energético. III.- HIPÓTESIS: Será planteada por el alumno V.- INTRODUCCIÓN: La relación entre las reacciones químicas y la energía se observó desde la antigüedad. El hombre prehistórico aprendió por prueba y error a producir una chispa (frotando pedernal) e iniciar la combustión de la madera para obtener calor y fuego. La primera formalización de la relación entre energía y las reacciones químicas fue el concepto de calórico, la cual fue una de las teorías surge trato de dar razón de los hechos y fenómenos de la naturaleza en donde se involucraba la energía calorífica. De las reacciones químicas que más importancia representan para el ser humano están aquellas en donde se obtiene energía para los procesos de la vida; oxidación de carbohidratos, lípidos o proteínas de los alimentos, las cuales generalmente se presentan en solución, es decir disueltas en solventes adecuados, generalmente agua. Desde el marco de referencia formal es la termoquímica la parte de la fisicoquímica que estudia la relación de calor y las reacciones químicas. HOJA __41____ DE _42____

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CARRERA:

INGENIERÌA QUIMICA

VI.- EXPERIMENTO:

REACTIVOS: No 1 2 3

Características Agua corriente Ácido sulfúrico concentrado, fosfórico o nítrico Hidróxido de sodio, hidróxido de potasio

Cantidad La necesaria El necesario El necesario

MATERIAL DE LABORATORIO: No

Material

Cantidad

1

Vaso de p.p de 100 ml

5

2 3

Bureta de 25 ml Termómetro de precisión

2 1

4 5 6

Matraz aforado de 100 ml Agitador de vidrio Pizeta de 250 ml

3 1 1

IX.

PROCEDIMIENTO

8.1 Proponga un experimento para determinar el calor normal de formación de una solución, se sugiere hacerlo con ácidos fuertes y bases fuertes. 8.2 A través de una discusión con su asesor deberá de diseñarse el experimento en el que se determine el calor involucrado en la disolución de diferentes sustancias. 8.3 A partir del análisis efectuado en la experimentación proponga un modelo teórico que permita establecer de que manera se lleva a cabo el fenómeno de disolución VIII.- CONCLUSIONES: En función del punto anterior, elabore las conclusiones que permitan el logro del objetivo planteado de manera inicial. HOJA __42____ DE _42____

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CARRERA:

INGENIERÌA QUIMICA

IX.- CUESTIONARIO: 1. Defina los siguientes términos: Entalpía de disolución, calor de hidratación, calor de dilución, energía reticular. 2. ¿Por qué la energía reticular de un sólido siempre es una cantidad positiva y porque la hidratación de iones siempre es una cantidad negativa? 3. ¿Por qué es peligroso agregar agua a un ácido concentrado como el ácido sulfúrico durante un proceso de dilución? 4. La estequiometría se basa en la ley de la conservación de la masa, ¿en cual ley se basa la termoquímica? 5. Describa dos procesos exotérmicos y dos endotérmicos. 6. La entalpía estándar de formación de iones en disoluciones acuosas se obtiene asignando, en forma arbitraria, un valor de cero para los iones hidrogeno; esto es:

[

]

∆H f H + (ac) = 0 a) Para la siguiente reacción: HCl(g) →H+(ac) + Cl-(ac)

ΔH° = -74.9 kJ

  Calcule ∆H f para los iones Cl-. b) Sabiendo que ∆H f para los iones OH- es -229.6 Kj/mol, calcule la entalpía de neutralización cuando 1 mol de un ácido monoprótico fuerte como el HCl se titula con 1 mol de una base fuerte (como KOH) @ 25 0C.

X.- BIBLIOGRAFÍA No.

Autor / Año

Título

Editorial / Edición

1

Kart C. Rolle

TERMODINÁMICA

6ª Edición, Pearson Prentice Hall.

2

Russel y Adebiyi

TERMODINÁMICA CLASICA

Addison Wesley Iberoamericana.

3

Castellan, G: W.

FISICOQUÍMICA

2ª Edición, Addison Wesley Longman

4

Chang Raymond

QUIMICA

Mc Graw Hill, 6ª ed.

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CARRERA:

INGENIERÌA QUIMICA

PROYECTOS PROPUESTOS 1. Procesos cíclicos en un sistema gaseoso. 2. Máquinas térmicas 3. Cálculos de eficiencia de diferentes ciclos de potencia y refrigeración.

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