practicas de fisicoquimica listo

E l A g u s ti n o 1 8 d e J u l i o d e l 2 0 1 2

ESCUELA PROFESIONAL DE QUIMICALABORATORIO DE FISICOQUIMICA II

PRESENTACION EN CD

Krsna’das Giovanni Ponce Amasifuen

PROFESOR: Danilo Chavez.

Universidad Nacional Federico Villarreal 2012

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INTRODUCCION

En la presente presentación daremos a conocer los informes de el laboratorio de fisicoquímica II los cuales fueron desarrollados durante el semestre.

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PRACTICA N°1

DETERMINACIÓN DEL EQUILIBRIO QUÍMICO EN SISTEMAS HOMOGÉNEOS(Fase líquida)

En este trabajo se tiene que tener en conocimiento sobre las propiedades principales de las reacciones reversibles y sobre uno de los métodos de investigación del equilibrio químico, tomando como ejemplo la reacción

CH3COOH + C2H5OH ----- > CH3COOC2H5 + H2O

A la temperatura de ambiente esta reacción transcurre lentamente. Por lo tanto ella se realiza de 70 – 80º en presencia del ácido clorhídrico como catalizador. En estas condiciones la reacción llega al final al cabo de 2 ó 3 horas. Para que las sustancias de punto de ebullición bajo participantes en la reacción no se volatilicen al calentamiento, la reacción se lleva a cabo en matraces provistos de los refrigerantes de reflujo. El calor de la reacción de formación de acetato de etilo es muy pequeño y por lo tanto la constante de equilibrio de esta reacción; como se deduce de la ecuación de Van´tHoff (X,6) y como fue demostrado por una serie de investigaciones experimentales, prácticamente no depende de la temperatura. La variación de la composición de la mezcla se observa por el cambio en ella de la concentración sumaria de ácido en el curso de la ecuación. El estudio del equilibrio de la reacción se realiza mediante la medición de las velocidades de la reacción directa e inversa a diferentes concentraciones iníciales de CH3COOH (para la reacción directa) y CH3COOC2H5(para la reaccióninversa). Se observa la variación de las concentraciones de sustancias re accionantes hasta que se alcance el equilibrio.

Orden de ejecución del trabajo .Los cuatro matraces secos de 50 ml de capacidad unidos a través de tapones de corcho con refrigerantes de reflujos sujetados en los soportes. Después de comprobar la seguridad de las juntas y el funcionamiento de los refrigerantes, empieza el experimento. Enumerar los matraces, verter en el primer matraz de la bureta 15 ml de acidó acético 4 N, 5 ml de solución de ácido clorhídrico 0,5 N y 5 ml de alcohol etílico. Después de unir el matraz con el refrigerante y hacer pasar el agua por su camisa, el matraz se coloca ene le termostato ajustado a la temperatura de 70 a 80º. (En lugar de termostato puede usarse un baño de agua corriente calentando con el mechero a 70 ó 80º. La constante de equilibrio de esta reacción casi no depende de la temperatura y o es imprescindible mantener estrictamente la temperatura constante). Luego verter en el segundo matraz d ela bureta 15 ml de solución de ácido acético 2 N, 5 ml de solución de ácido clorhídrico 0,5 N y 5 ml de alcohol etílico. Después de unir el segundo matraz con el refrigerante y sumergirlo en el termostato, verter de la bureta en el tercer matraz 15 ml de agua destilada, 5 ml de acetato de etilo y 5 ml de solución de ácido clorhídrico 0,5 N. Al unir el tercer matraz con el refrigerante y sumergirlo en el termostato, verter en el cuarto matraz 12 ml de agua destilada, 3 ml de acetato de etilo y 5 ml de solución de acido clorhídrico 0,5 N. Acoplar el ultimo matraz con el refrigerante, hacer pasar por este el agua y sumergir el matraz en el termostato. Para facilitar el trabajo, es conveniente sumergir los matraces en el termostato uno tras otro con el intervalo de 10 a 15 min. Se anota el momento de sumergir cada matraz. Calentarlo durante 2 ó 3 horas. Mientras tanto determinar con exactitud las concentraciones de los ácidos clorhídrico y acético tomados para componer las mezclas. Para ello tomar 1 ml de ácido acético y por separado, 5 ml de ácido clorhídrico y valorarlos con NaOH 0,5 N en presencia de fenolftaleína como indicador.

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Pasadas 2 horas del calentamiento del matraz en el termostato, tomar de él la primera muestra. Sacar el matraz del termostato, sin desacoplarlo del refrigerante, y ponerlo para enfriarlo, al agua helada con el fin de bajar la presión de los vapores de la mezcla y evitar la pérdida de sustancia y la variación d ela composición en el momento de tomar la muestra. Al enfriarse la muestra quitar el refrigerante y tomar con la pipeta 1 ml de la misma para el análisis. La muestra tomada verterla en el matraz Erlenmeyer, donde previamente se echan alrededor de 50 ml de agua destilada helada. (El agua helada debe detener la reacción y fijar el momento a que corresponde la medición de la velocidad.) Luego acoplar el refrigerante al matraz y volver a colocar el ultimo en el termostato; en la muestra tomada determinar la concentración sumaria de ácido mediante la valoración con la solución de hidróxido de sodio 0,05 N en presencia de fenolftaleína.

30 min después de tomar la primera muestra del matraz dado, tomar la segunda muestra y valorarla. Tomar muestras cada 30 min hasta que los resultados de valoración de las dos ultimas muestras coincidan entre si en el intervalo de 0,1 --- 0,2 ml de solución de hidróxido sódico 0,05 N. Entonces puede considerarse que se ha alcanzado el equilibrio y el experimento con la mezcla dada puede darse por terminado. De igual modo proceder con los demás matraces. La primera muestra se toma al cabo de 2 horas a partir del momento de sumergir el matraz dado en el termostato, las muestras siguientes, con los intervalos de 30 min.

Para el cálculo d ela constante de equilibrio hay que tener los datos siguientes: cantidades de las sustancias tomadas y concentración sumaria de ácido en la mezcla en equilibrio. El procedimiento de calculo es algo diferente para los experimentos en que se forma acetato de etilo a partir de alcohol y ácido acético y para los experimentos en el que el éter se hidroliza por el agua.

Calculo 1. Designemos por vCH3COOH el volumen de ácido acético tomado para componer la mezcla de partida, ml; dCH3COOH, la densidad del ácido acético; αCH3COOH, el contenido del ácido acético en el volumen dado (unidades de masa).

Que la normalidad de la solución de partida de ácido acético, determinada por la valoración, sea igual a N y el volumen total d ela mezcla v, entonces la concentración inicial de ácido acético en la mezcla será:

c CH3COOH = N v CH3COOHmol/lv

La concentración inicial de alcohol es igual a:

cC2H5OH = v C2H5OH d C2H5OH α C2H5OH 1000 mol/lM C2H5OH v

Donde M C2H5OHes el peso molecular del alcohol. La concentración inicial de agua:

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cH2O = [vCH3COOH dCH3COOH ( 1- α CH3COOH) + vC2H5OH dC2H5OH (1- αC2H5OH ) + vHCldHCl (1-αHCl)] 1000 mol/l MH2O v

Puesto que la concentración de ácido clorhídrico es pequeña (0.5 mol/l), sin cometer un error grande puede considerarse vHCldHCl(1-αHCl) igual a vHCldHCl.

Ahora bien, que la concentración sumaria de ácido en la mezcla en equilibrio sea c2 y la concentración de ácido clorhídrico tomado, c1, entonces la concentración del ácido acético en la mezcla en equilibrio será:

Ĉ CH3COOH = c2 - c1vHClmol/lV

Puesto que el acetato de etilo no se encontraba en la mezcla inicial, su concentración en la mezcla en equilibrio es igual a la disminución de la concentración del ácido acético, es decir:

Ĉae= c0 CH3COOH– c CH3COOH

La concentración del alcohol en la mezcla en equilibrio será igual, respectivamente, a:

ĈC2H5OH = cC2H5OH - Ĉae

La concentración del agua en equilibrio:

ĈH2O = cH2O + Ĉae

La constante de equilibrio será

Kc = Ĉae cH2O

Ĉ CH3COOH ĈC2H5OH

El cálculo de Kc se realice para dos soluciones tomadas por separado.

Cálculo 2. Designemos por vae el volumen inicial del acetato de etilo, ml; por dae, la densidad del acetato de etilo; por Mae el peso molecular del acetato de etilo; como V H2O el volumen de agua en la mezcla de partida, ml.Entonces, usando estas designaciones y las introducidas anteriormente, calculemos la concentración del acetato de etilo en la mezcla de partida:

Cae = vaedae.1000 mol/lV Mae

Y también la concentración del agua

cH2O = v H2O + vHCl (1-αHCl) x 1000 ¿ v H2O + vHCl 1000 mol/l MH2OMH2O V

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La concentración en equilibrio del ácido acético:

Ĉ CH3COOH = c – c1 vCH3COOH

VLa concentración en equilibrio del alcohol:

ĈC2H5OH = c CH3COOH

La concentración del acetato de etilo en la mezcla en equilibrio:

Ĉae= cae – ĈCH3COOH

La concentración de agua en la mezcla en equilibrio:

ĈH2O = cH2O– ĈCH3COOH

La constante de equilibrio se calcula mediante la ecuación:

Kc = ĈaeĈH2O

Ĉ CH3COOH ĈC2H5OH

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I.- OBJETIVO:

Estudiar el equilibrio quimico desde el punto de vista cualitativo (principio de Lachatelier) y cuantitativo (determinación de la constante de equilibrio en fase liquida).

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INTRODUCCION

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El equilibrio químico es un estado de un sistema reaccionante en el que no se observancambios a medida que transcurre el tiempo, a pesar de que la reacción sigue.

En la mayoría de las reacciones químicas los reactivos no se consumen totalmente paraobtener los productos deseados, sino que, por el contrario, llega un momento en el que

parece que la reacción ha concluido. Podemos comprobar, analizando los productos formadosy los reactivos consumidos, que la concentración de ambos permanece constante.

¿Significa esto que realmente la reacción se ha parado? Evidentemente no, una reacción enequilibrio es un proceso dinámico en el que continuamente los reactivos se están convirtiendo

en productos y los productos se convierten en reactivos; cuando lo hacen a la misma velocidad nos da la sensación de que la reacción se ha paralizado.


II.- Marco Teorico

A. Constante de equilibrioEn el ejemplo estudiado anteriormente se comprueba que las concentraciones de lassustancias que intervienen en el proceso, cuando éste llega al equilibrio, son las mismas,independientemente de la concentración inicial.

Esto hace pensar que debe existir una relación entre ellas que permanezca constante, siempre y cuando la temperatura no varíe. Fue así como Guldberg y Waage, en 1864, encontraron, de una forma absolutamente experimental, la ley que relacionaba las concentraciones de los reactivos y productos en el equilibrio con una magnitud, que se denominó constante de equilibrio. Así pues, si tenemos un equilibrio de la forma:

La velocidad de la reacción directa o hacia la derecha, si es un proceso elemental, será:

Mientras que, para la reacción inversa, vale:

En las expresiones anteriores, Kdy Ki son las constantes de velocidad específicas para ambasreacciones, derecha e izquierda respectivamente. Como, por definición, ambas velocidadesson iguales en el equilibrio vd = vi, se cumple que:

Pasando ambas constantes al mismo lado, y las concentraciones al otro:

Como a la temperatura a la que se ha realizado el proceso Kdy Ki es constante, se puedeescribir que:

Esta constante, Kc, es la que se denomina «constante de equilibrio».

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Ley de Acción de Masas, LAM: «En un proceso elemental, el producto de lasconcentraciones en el equilibrio de los productos elevadas a sus respectivoscoeficientes estequiométricos, dividido por el producto de las concentraciones de losreactivos en el equilibrio elevadas a sus respectivos coeficientes estequiométricos,es una constante para cada temperatura, llamada constante de equilibrio».


La magnitud Kc mide el grado en que se produce una reacción, así:• Cuando Kc > 1, en el equilibrio la mayoría de los reactivos se convierten en productos.• Cuando Kc .`, en el equilibrio prácticamente sólo existen los productos.• Cuando Kc < 1, indica que, cuando se establece el equilibrio, la mayoría de los reactivosquedan sin reaccionar, formándose sólo pequeñas cantidades de productos.

B. Cociente de reacciónLa expresión de la Ley de Acción de Masas para una reacción general que no haya conseguidoalcanzar el equilibrio se escribe como:

aA+bBc C+d D

dondeQ es el llamado cociente de reacción y las concentraciones expresadas en él no sonlas concentraciones en el equilibrio. Vemos que la expresión de Q tiene la misma forma quela de Kc cuando el sistema alcanza el equilibrio.Este concepto de cociente de reacción es de gran utilidad pues puede compararse la magnitudQ con laKc para una reacción en las condiciones de presión y temperatura a que tenga lugar,con el fin de prever si la reacción se producirá hacia la derecha o hacia la izquierda. Así, porejemplo, si en un momento determinado Q <Kc, como el sistema tiende por naturaleza alequilibrio, la reacción hacia la derecha se producirá en mayor grado que la que va hacia laizquierda. Al contrario, cuando Q >Kc, la reacción predominante será la inversa, es decir, dederecha a izquierda, hasta alcanzar el equilibrio.

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Conocido el valor de Kc, podemos conocer el estado de la reacción calculando, si esposible, el valor de Q. De esta forma se puede determinar si hemos alcanzado o noel equilibrio.


III.-PARTE EXPERIMENTAL:

Usamos 4 matraces secos después procedimos a ennumenrarlos .

Verter en el primer matraz 15mL de CH3COOH 4N, 5mL de solución de acido clorhídrico 0.5N y 5mL de etanol, luego poner a calentar a una temperatura de 70°C – 80°C.

Como no teníamos el acido acético con la normalidad que queríamos la solución diluyendo el concentrado.

De la misma manera para el acido clorhídrico, llevamos a dilución una solución concentrada.

Verter en el segundo matraz 13mL de acido acético 2N, 5mL de solución de HCl 0.5N y 5mL de alcohol etílico y llevar a calentarlo.

Como no teníamos el acido acético con la normalidad que queríamos preparamos la solución desde una solución mas concentrada.

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Verter en el tercer matraz 15mL de agua destilada, 5mL de acetato de etilo y 5mL de HCl 0.5N después sumergirlo en baño a temperaturas altas.

Con el HCl que teníamos preparado agregamos el HCl 0.5N por que no teníamos el 0.5N de concentración del acido sino que usamos nuestra solución preparada desde una normalidad de 8.76N de HCl.

Verter en el cuarto matraz 12mL de agua agua destilada, 3mL de acetato de etilo y 5mL de solución de acido clorhídrico 0.5N, aceptar el ultimo matraz al sistema de calentamiento.

Para conveniencia es mejor realizar el calentamiento del procedimiento de cada uno uno por uno, en un periodo de 10 a 15min. Mientras tanto vamos determinando las concentraciones de los acidos clorhídrico y acético para componer las mezclas.

Por esto usamos 1mL de CH3COOH y 5mL de HCl, valorados con una solución de NaOH 0.5N en presencia de un indicador. Para esto fue necesario estandarizar el NaOH también para saber su normalidad corregida.

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Para esto preparamos una solución de NaOH 0.5N y después tomamos su normalidad corregida de la misma con biftalato de potasio.

Calculamos previamente el W para el NaOH.

WNaOH= 0.5x0.1Lx40WNaOH= 2g

W= 2g

Con esto hallaremos que peso de bisulfato usaremos aproximadamente, para un volumen de gasto supuestamente ya dado, asumimos 15mL de Volumen gastado de NaOH.

Calculemos el

WBifta= 0.5x15mLx10-3x204,23W= 1.53gW= 1.53g

Procedimos a estandarizar los acidos una vez hallada la normalidad corregida del NaOH.

Estandarizacion del NaOH

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W=

Wppo= NxVxPequiv


Volumen de gasto= 15mL

VT= 2.019x 1000204.5 xo .5

= 19.59mL

FC=19.77mL16mL

= 1.77

NC= 0.5x1.23= 0.62N

Una vez que calentamos colocamos los matraces en un baño con el fin de bajar la presión de los vapores de la mezcla y evitar la perdida de sustancia y de la variación de la composición e el momento de tomar la muestra.

Al enfriarse tomar las muestras y con una pipeta extraer 1mL para el análisis, la muestra tomada verterla en un matraz Erlenmeyer a donde se hechan previamente 50mL de agua destilada helada (el

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agua helada debe detener la reacción y fijar el momento a que corresponde la medida de la velocidad).

ANALIZAR LAS MUESTRAS

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Vg1= 43.6mL Vg2= 45.5mL

NxV=NxV

Nx51mL = 0.05Nx43.4mL

N= 0.0436


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Vg1= 42.3mL Vg2= 44.5mL

NxV=NxV

Nx51mL = 0.05Nx44.3mL

N= 0.0425

Vg1= 23.6mL Vg2= 28.3mL

NxV=NxV

Nx51mL = 0.05Nx25.95mL

N= 0.0254


Ahora hallaremos la constante de equilibrio.Con los datos tomamos hallaremos concentraciones iniciales y la concentración final de cada uno.

Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 Muestra 4Vg1 43.6 42.3 23.6 17.1Vg2 45.4 44.5 28.3 19.8Vg3 0.0436 0.0425 0.0254 0.0181

Ahora hallaremos los valores de Kc

IV.- CALCULOS

c CH3COOH= N v CH3COOHmol/l4mol/l x 15ml = 2.4 mol/lv 25

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Vg1= 17.1mL Vg2= 19.8mL

NxV=NxV

Nx51mL = 0.05Nx18.45mL

N= 0.0181


Muestra 1:

cC2H5OH =5ml x 0,78 g/mol x 0.96 x 1000 mol/l = 3.255646g/mol x 25 ml

cH2O = [15ml x 1,049 g/mol x (1-0,95)+5ml x 0,78g/mol (1-0,96)+5ml x 1,142g/mol (1)] x 1000 18g/molx25ml

cH2O = 14.47 mol/l


Donde: c1 = 0,5vHCl = 5V = 25

C`2 V`1 = C2 V1

0,0436 x 25 = N(1) N = 1,09C2= 1,09

Reemplazando:

Ĉ CH3COOH = 1, 09 – (0,5)(5) 25

Ĉ CH3COOH = 0, 99 mol/l


Ĉae= 2,4 mol/l – 0,99 mol/l

Ĉae= 1,41 mol/l


ĈC2H5OH = 3,2556mol/l – 1,41mol/l

ĈC2H5OH = 1,84mol/l

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ĈH2O = cH2O + Ĉae

ĈH2O = 14,47 mol/l + 1,41mol/l

ĈH2O = 15,88 mol/l

La constante de equilibrio será

Kc = Ĉae cH2O

Ĉ CH3COOHĈC2H5OH

Matraz 2

c CH3COOH = N v CH3COOHmol/l 2mol/l x 15ml = 1,2 mol/lv 25

cC2H5OH = 5ml x 0,78 g/mol x 0.96 x 1000 mol/l = 3.2556 g/mol.l46g/mol x 25 ml

cH2O = [15ml x 1,049 g/mol x (1-0,95)+5ml x 0,78g/mol (1-0,96)+5ml x 1,142g/mol (1)] x 1000 18g/molx25ml

cH2O = 14.47 mol/l

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Kc =1,41 mol/l x 15,88 mol/l = 12,251 mol/l 0,99 mol/l x 1,846 mol/



C`2 V`1 = C2 V1

0,0425 x 25 = N(1)N = 1,09

C2= 1,0625

Ĉ CH3COOH = 1, 0625 – (0,5)(5) 25Ĉ CH3COOH = 0, 9625mol/l


Ĉae= 1,2 mol/l – 0,9625 mol/l

Ĉae= 0,2375 mol/l


ĈC2H5OH = 3,2556mol/l – 0,2375mol/l

ĈC2H5OH = 3,0181mol/l

ĈH2O = cH2O + Ĉae

ĈH2O = 11,47 mol/l + 0.2375 mol/l

ĈH2O = 11,2325 mol/l

Kc = Ĉae cH2O

Ĉ CH3COOHĈC2H5OH

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Kc =0,2375 mol/l x 14,47 mol/l = 1,130 mol/l 0,9625 mol/l x 3,0181 mol/l


Matraz 3:

Cae = vaedae.1000 mol/l VMae

Cae = 5ml x 0,902 g/mol x 1000 mol/l 25ml x 88.1 g/mol Cae = 2,0454 mol/l

cH2O = v H2O + vHCl (1-αHCl)x 1000 MH2O

cH2O =15ml + 5ml (1) x 1000 mol/l 18g/mol x 25ml

cH2O = 44,44 mol/l


ĈH2O = 44,44 mol/l – 0,535 mol/l

ĈH2O = 43,9050 mol/l

Hallando C

Ĉ CH3COOH = c2 - c1vHClmol/lVĈ CH3COOH = 0,635 mol/l - (0,5)(5)

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Ĉ CH3COOH = 0,535 mol/l


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ĈC2H5OH = 0,535 mol/l


Ĉae= 2,0454mol/l – 0,535mol/l

Ĉae= 1,5104 mol/l

Kc = ĈaeĈH2O

Ĉ CH3COOH ĈC2H5OH

Kc =1,5104 mol/l x 43,9050 mol/l0,535mol/l x 0,535mol/l

Matraz 4

Cae = vaedae.1000 mol/l VMae

Cae = 3ml x 0,902 g/mol x 1000 mol/l 20ml x 88.1 g/mol

Cae = 1,534

cH2O = v H2O + vHCl (1-αHCl)x 1000 MH2O

cH2O =12ml + 5ml (1) x 1000 mol/l 18g/mol x 20ml

cH2O = 47,22 mol/l


ĈH2O = 47,22 mol/l – 0,237 mol/l

ĈH2O = 46,983 mol/l

Ĉ CH3COOH = c2 - c1vHClmol/l

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Kc = 231,6852 mol/l


VC`2 V`1 = C2 V1

0,0181 x 20 = N(1)N = 0,362C2= 0,362

Ĉ CH3COOH = 0, 362 – (0,5)(5) 20Ĉ CH3COOH = 0, 237mol/l


ĈC2H5OH = 0,237 mol/l


Ĉae= 1,534mol/l – 0,237mol/l

Ĉae= 1,297 mol/l

Kc = ĈaeĈH2O

Ĉ CH3COOH ĈC2H5OH

Kc =1,297 mol/l x 46,983 mol/l0,237mol/l x 0,237mol/l

V.-CONCLUSIONES:

Comprobamos que existen diversos factores capaces de modificar el estado de equilibrio en un proceso químico, como son la temperatura, la presión, y el efecto de la concentración.

La influencia de estos tres factores se puede predecir, de una manera cualitativa por el Principio de Le Chatelier, que dice lo siguiente: si en un sistema en equilibrio se modifica alguno de los factores que influyen en el mismo (temperatura, presión o concentración), el sistema evoluciona de forma que se desplaza en el sentido que tienda a contrarrestar dicha variación.

Un aumento de la concentración de uno de los reactivos, hace que el equilibrio se desplace hacia la formación de productos, y a la inversa en el caso de que se disminuya dicha

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Kc = 1084,89 mol/l


concentración. Y un aumento en la concentración de los productos hace que el equilibrio se desplace hacia la formación de reactivos, y viceversa en el caso de que se disminuya.

VI.- BIBLIOGRAFIA:

LEVINE, IRA N. “Fisicoquímica” 4a edición, editorial McGraw-Hill Interamericana de España, 1996. MARON Y PRUTTON, Fundamentos de Fisicoquímica, editorial Limuza, Décima quinta reimpresión. PONZ MUZZO GASTON “Tratado de Química Física” 2da edición 2000. Practicas De QuimicaFisica, S.v. Gorbarchev. Ed: Mir Mosku.

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PRACTICA N°2DETERMINACION DE LA TENSIÓN SUPERFICIAL POR EL MÉTODO DEL PESO DE LA GOTA

1.- FUNDAMENTO TEÓRICO

¿Quién no ha invertido algunos minutos de su vida en observar cómo el agua se acumula en el extremo de un grifo, formando gotas que caen sucesivamente? Inicialmente, puede observarse una pequeña superficie ovalada. Después, a medida que el agua se acumula, esta superficie va tomando forma esférica y finalmente cae.

Se observa que las gotas siempre caen cuando alcanzan un determinado volumen. Es decir, no caen a veces gotas pequeñas y luego gotas grandes. Si el flujo de agua se mantiene constante, es un hecho que las gotas desprendidas tienen siempre el mismo tamaño.

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Si en vez de agua, el grifo diera alcohol, las gotas se desprenderían antes y su volumen sería notablemente más pequeño.

La explicación que justifica el hecho de que líquidos diferentes generen gotas de distinto tamaño, reside en la misma explicación que justifica que algunos insectos puedan “caminar” sobre la superficie del agua. La misma que argumenta el uso de servilletas de papel como absorbente, y la que igualmente explica porqué la sabia accede desde las raíces hasta las hojas y porqué el detergente sirve para lavar.

La explicación de todos estos fenómenos reside en una propiedad que tienen todas las sustancias que presentan un límite en su extensión, una frontera que la separe de otra fase diferente.

Esta propiedad se denomina tensión superficial.

Analicemos la estructura microscópica de la gota de agua. En ella podemos distinguir entre el volumen que constituye su interior y la superficie que delimita su forma. En el agua, al igual que ocurre en todos los líquidos, las moléculas establecen interacciones atractivas que las mantienen cohesionadas.

De hecho si no existiesen estas fuerzas, nuestro sistema no sería líquido sino gaseoso. Estaríamos hablando de un gas ideal.

En el interior, una molécula de agua está rodeada de otras de su misma especie. Como se ilustra en la figura 1, las interacciones se distribuyen en todas las direcciones sin existir ninguna privilegiada. Sin embargo en la interfase que limita la gota y la separa del aire, la situación es diferente. Una molécula de agua que ocupe cualquier posición de esta superficie, no tiene a otras sobre ella, lo que significa que no está sometida a interacciones con otras moléculas de agua, más allá de la interfase.

En consecuencia se da una asimetría en la distribución de interacciones y la aparición de una fuerza resultante neta que apunta hacia el interior de la gota.

En términos de estabilidad, una molécula de agua se encuentra en una situación mucho más favorable cuando se encuentra en el interior que cuando se encuentra en la interfase. Esto es así porque debido a la fuerza resultante que apunta hacia el interior, el acceso de moléculas internas hacia la superficie corresponde con un proceso

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energéticamente costoso. Y es que para vencer esta fuerza, el sistema debe consumir parte de su energía interna en realizar el trabajo necesario para llevarla hasta allí.

Evidentemente si acceden un número determinado de moléculas hasta la superficie, ésta se vería incrementada. El trabajo necesario dW, para incrementar en dA la superficie de la gota se calcula como,

donde,

γ αβ , representa la fuerza neta que apunta al interior de la gota y se denomina tensión superficial

αβ , representa a las interfases limítrofes (en el ejemplo agua y aire)

Las unidades de tensión superficial serían

Unidades de EnergiaUnidades de Superficie . Empleando las unidades recomendadas

por el sistema internacional se expresarían como

J

m2 . Si desarrollamos este cociente, se llega a:

Es decir, 1

J

m2 equivale a 1

Nm . En estas unidades, las tensiones superficiales de la mayor parte de los líquidos

son del orden de las centésimas o las milésimas. Por ello, en vez de emplear

Nm , se utiliza el submúltiplo

mNm ,

que se lee como mili newton por metro.

Según estas unidades, la tensión superficial se puede expresar como fuerza por unidad de longitud. Veamos porqué.

Imagine que disponemos de dos globos exactamente iguales y que lo inflamos hasta alcanzar volúmenes diferentes. Evidentemente el globo de mayor volumen soporta una tensión superior a la del otro. Ahora imagine que nos disponemos a efectuar un corte de igual longitud en sus superficies.

¿Cómo serán la fuerzas de cohesión que deberíamos aplicar en ambos globos a lo largo de la longitud del corte, para que las superficies no se separen?. Lógicamente será mayor en el globo de mayor volumen, puesto que la

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tensión a la que está sometida su superficie, es superior a del globo más pequeño. En este ejemplo queda reflejado cómo la tensión superficial puede medirse en unidades de fuerza por longitud.

Volviendo a la gotas, ¿cómo se justifica en términos de tensión superficial, que las gotas de alcohol que se desprenden del grifo, sean más pequeñas que las de agua?. Hemos afirmado que en todos los líquidos existen interacciones moleculares o iónicas que los mantienen cohesionados. Estas fuerzas son de magnitud diferente para cada líquido y en el caso del agua, son sustancialmente elevadas en relación con las de otros líquidos, ya que en su seno se establecen unas interacciones relativamente intensas denominadas puentes de hidrógeno.

En el alcohol, las interacciones moleculares son bastante menos intensas y como consecuencia la tensión superficial también es relativamente pequeña en relación con la del agua. A medida que la gota acumula líquido, sobre ella se aprecian dos fuerzas verticales de sentido opuesto. Por un lado el peso (m·g) que apuntando al centro de la tierra trata que la gota caiga. Por otra parte la tensión superficial, que al igual que la superficie del globo, mantiene cohesionado el contenido de la gota. Esta fuerza que apunta en sentido contrario al peso, está aplicada a lo largo de la curva cerrada de contacto entre la gota y el grifo, y corresponde a la tensión superficial (véase figura 2).

Como el agua tiene una tensión superficial relativamente elevada, la masa de agua necesaria para que el peso de la gota supere en una cantidad infinitesimal a la tensión superficial, es relativamente grande. Sin embargo, la cantidad de masa de alcohol requerida para que el peso de la gota supere su tensión superficial es menor. Por ello, en el momento en que se desprenden, las gotas de agua son de mayor volumen que las de alcohol.

Un sistema para medir la tensión superficial: el método del peso de la gota

Como ya hemos visto, el proceso de formación de una gota en el extremo de una superficie sólida, es un fenómeno regido por la tensión superficial. Para que una gota de líquido se desprenda y caiga, es preciso que su peso supere en una cantidad infinitesimal al trabajo ejercido por la tensión superficial para la ampliación de su superficie.

En el caso de que consideremos la situación de un líquido que gotea en el extremo de un tubo capilar de radio r, la condición de equilibrio en el instante anterior al desprendimiento de la gota es,

donde m es la masa de la “gota ideal”, m’ es la masa de la gota desprendida, medida experimentalmente, V’ es el volumen de esa gota, g es la aceleración de la gravedad, r es la densidad del líquido, r es el radio exterior del

capilar (mejor dicho el radio de la circunferencia de contacto líquido - vidrio) y φ es una función correctora que tiene en cuenta los restos de masa del líquido que no se desprenden del extremo del capilar y que distingue a la “gota ideal” de la desprendida.

29


En efecto, la masa de la gota obtenida por este método (m’), es menor que el valor ideal (m).

La razón de ello es fácil de comprender tras observar detenidamente el proceso de formación de una gota por desprendimiento desde un capilar de vidrio (figura 2).

La parte superior de la gota en formación, corresponde con un cuello cilíndrico, mecánicamente poco estable. Debido a la existencia de este cuello, se observa que sólo se desprende de la gota en formación una pequeña porción, pudiendo quedar hasta un 40% del líquido adherido al capilar para entrar a formar parte de la siguiente gota. Para compensar este efecto se incorpora la función f. Su valor depende de la relación entre el radio externo del capilar y la raíz cúbica del volumen real de la gota desprendida (r / V 1/3) y sus valores pueden calcularse por la expresión empírica de Harkins y Brown (apéndice 1).

Tensioactivos

Se dice que una sustancia es un agente tensioactivo o surfactante cuando da lugar a un descenso significativo en la tensión superficial de un líquido. Los tensioactivos más efectivos (jabones, detergentes y colorantes), presentan en su estructura molecular, una parte hidrofílica y otra hidrófoba.

Generalmente, la parte hidrofílica es un grupo iónico, ya que los iones suelen presentar una fuerte afinidad por el agua, motivada por su atracción electrostática hacia sus dipolos. La parte hidrófoba suele consistir en una larga cadena hidrocarbonada, una estructura muy parecida a la de las grasas y parafinas, hacia las que experimenta atracción.

Se clasifican en aniónicos, catiónicos y no iónicos según la carga de la parte hidrofílica. En la siguiente tabla se pueden ver algunos ejemplos de las tres clases.

30


La disminución de la tensión superficial de un líquido implica que la fuerza con la que cada molécula de la superficie es atraída hacia el interior, también disminuye. Por tanto el trabajo necesario para incrementar la superficie de la gota también lo hace, reduciendo así la capacidad de formar gotas esféricas (volumen que presenta superficie mínima) y aumentando la capacidad de extensión, es decir, de mojado.

2.- OBJETIVO DE LA PRÁCTICA

Se pretende determinar las tensiones superficiales del etanol y de agua con una elevada concentración de un electrolito fuerte (NaCl), así como realizar una medida de la disminución en la tensión superficial del agua cuando se le añade como soluto un detergente comercial (mezcla de tensioactivosaniónicos y no iónicos).

3.- MATERIAL Y REACTIVOS

MATERIAL

2 Vasos de precipitados de 100 ml.

2 Vasos de precipitados de 250 ml.

3 Matraces Erlenmeyer de 100 ml.

1 Matraz aforado de 100 ml.

1 Picnómetro.

2 Buretas de 25 ml.

1 Probeta de 100 ml.

1 Varilla de vidrio.

1 Jeringuilla.

1 Aguja de jeringuilla.

REACTIVOS

Detergente comercial.

Etanol.

NaCl.

Agua purificada

4.- PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Proceso experimental

31


Una simple bureta, con una punta lo más fina posible, es un instrumento adecuado para una primera aproximación a la determinación de tensiones superficiales. La punta debe estar completamente limpia. Para la obtención de una adecuada precisión, el sistema debe estar exento de vibraciones.

La primera gota debe formarse lentamente y despreciarse ésta y las siguientes, hasta obtener un régimen estacionario de caída.

Metodología del proceso

Calibración de las buretas con agua purificada. Cálculo del radio estimado de cada bureta.

Las operaciones que aquí se describen deben realizarse con ambas buretas.

Enrase la bureta con agua destilada. Abra la llave de manera que caiga su contenido, gota a gota, a razón de unas cuatro por minuto y deseche las 10 primeras que caerán sobre uno de los vasos de precipitado.

Utilice un matraz erlenmeyer, previamente tarado, para contener las siguientes 40 gotas.

Vuelva a pesar y calcule el peso de las 40 gotas de agua por diferencia con el peso del matraz vacío. Anótelo en la fila correspondiente a la muestra 1 de la tabla 5.1, (si se trata de la bureta 1), o de la tabla 5.2, (si se trata de la bureta 2).

Seque perfectamente el matraz y repita la experiencia. Anote la masa de las gotas en la fila correspondiente a la muestra 2 de la tabla 5.1, (si se trata de la bureta 1), o de la tabla 5.2, (si se trata de la bureta 2).

Calcule la densidad del agua con la siguiente expresión,

dAgua= (30.0658 – 7.48·10-3·T) / 30; (2)

donde,

dAgua, es la densidad del agua expresada en g / cm3

T, es la temperatura en grados centígrados

Anote la densidad en las tablas 5.1 y 5.2.

Calcule el volumen medio de la gota en cada bureta y anótelo en las tablas 5.1 y 5.2. (Estos volúmenes no tienen porqué coincidir).

Utilizando la expresión (1) (página 10-4) y el valor de tensión superficial que se proporciona en la siguiente tabla, calcule el valor del radio de la circunferencia de contacto líquido-vidrio (r) que se empleará en las próximas

medidas. Tome φ =1 como factor corrector.

32


Anote los resultados de r Bureta (1) y r Bureta (2) en la tablas 5.1 y 5.2, respectivamente.

Determinación de la tensión superficial del etanol

Calcule la densidad del etanol utilizando el picnómetro como se explica en el apéndice 2. Anote el resultado en la tabla 5.3.

Opere del mismo modo que en el proceso de calibración pero, en este caso, con la bureta enrasada con etanol. Anote las masas de las 40 gotas en la tabla 5.3.

Realice la determinación dos veces (muestra 1 y muestra 2) con la misma bureta y lleve a cabo los cálculos

necesarios para rellenar la tabla 5.3, excepto los valores de rBureta ( ) / V1/3, φ y γ .

Anote en esta tabla la bureta empleada, incluyendo el número correspondiente en el paréntesis de la variable, rBureta( ).

Determinación de la tensión superficial de una disolución de 100 ml de NaCl 1M.

Calcule la densidad de la disolución utilizando el picnómetro como se explica en el apéndice 2.

Anote el resultado en la tabla 5.4.

Prepare 100 ml de una disolución 1M de NaCl y opere de la misma manera que en el caso anterior. Anote las masas de las 50 gotas en la tabla 5.4.


necesarios para rellenar la tabla 5.4 excepto los valores de rBureta ( ) / V1/3, φ y γ .


Determinación de la tensión superficial del agua con detergente comercial.


33


Pese 1 g de detergente en un vaso de 250 ml. Añada 100 ml de agua medidos en la probeta y homogenice por agitación con una varilla de vidrio.

Opere de la misma manera que en el caso anterior y anote las masas de las 50 gotas en la tabla

5.5.




CÁLCULOS:

Realice las operaciones necesarias para calcular rBureta ( ) / V1/3, φ y γ para cada una de las determinaciones y anótelas en las tablas correspondientes, expresando los datos de tensión superficial en

mNm .

.

34


APÉNDICE 1

35


APÉNDICE 2

EMPLEO DEL PICNÓMETRO

El picnómetro es un instrumento que sirve para medir la densidad de líquidos. La utilización correcta de este material requiere proceder según se indica a continuación:

1. Calibración. Esta operación es necesaria para conocer el volumen del picnómetro a la temperatura de trabajo y se realizará solamente una vez.

Pese el picnómetro completamente seco y anote el peso. Mida la temperatura ambiente y anótela también.

Llene el picnómetro con agua destilada hasta rebosar y posteriormente coloque el tapón. Seque la superficie y extraiga con una jeringuilla la cantidad necesaria para que el nivel del agua se sitúe

en la marca del tapón.10-11 Vuelva a pesar y calcule por diferencia la masa de agua contenida en el picnómetro. Calcule la densidad del agua a la temperatura de trabajo mediante la expresión (2). Con los datos de masa y densidad, calcule el volumen del picnómetro y anótelo.

2. Medida de densidades. Una vez conocido el volumen del picnómetro ya se puede proceder a la medida de densidades.

Llene el picnómetro a rebosar con el líquido cuya densidad desea conocer y coloque el tapón. Seque la superficie y extraiga con una jeringuilla la cantidad necesaria para que el nivel se sitúe en la

marca del tapón. Pese y calcule por diferencia la masa de líquido contenido en el picnómetro. Finalmente calcule la densidad dividiendo la masa de líquido entre el volumen del picnómetro.

36


5.- RESULTADOS EXPERIMENTALES

37


38


I.-OBJETIVOS:

Determinar la tensión superficial de tres sustancias distintas. Comprobar de manera experimental la función de ajuste de harkins y Brown.

39


II.- PARTE EXPERIMENTAL:

Una simple bureta, con una punta lo más fina posible, es un instrumento adecuado para una primera aproximación a la determinación de tensiones superficiales. La punta debe estar completamente limpia. Para la obtención de una adecuada precisión, el sistema debe estar exento de vibraciones.

Enrase la bureta con agua destilada. Abra la llave de manera que caiga su contenido, gota a gota, a razón de unas cuatro por minuto y deseche las 10 primeras que caerán sobre uno de los vasos de precipitado.

Vuelva a pesar y calcule el peso de las 40 gotas de agua por diferencia con el peso del matraz vacío. Anótelo en la fila correspondiente a la muestra 1 de la tabla 5.1, (si se trata de la bureta 1), o de la tabla 5.2, (si se trata de la bureta 2).

Calcule el volumen medio de la gota en cada bureta y anótelo en las tablas 5.1 y 5.2. (Estos volúmenes no tienen porqué coincidir).

Utilizando la expresión (1) (página 10-4) y el valor de tensión superficial que se proporciona en la siguiente tabla, calcule el valor del radio de la circunferencia de contacto líquido-vidrio (r) que se empleará en las

próximas medidas. Tome φ =1 como factor corrector.

Calcule la densidad del etanol utilizando el picnómetro como se explica en el apéndice 2. Anote el resultado en la tabla 5.3.

Opere del mismo modo que en el proceso de calibración pero, en este caso, con la bureta enrasada con etanol. Anote las masas de las 40 gotas en la tabla 5.3.


necesarios para rellenar la tabla 5.3, excepto los valores de rBureta ( ) / V1/3, φ y γ .

Anote en esta tabla la bureta empleada, incluyendo el número correspondiente en el paréntesis de la variable.

40


Determinación de la tensión superficial del agua con detergente comercial.


Pese 1 g de detergente en un vaso de 250 ml. Añada 100 ml de agua medidos en la probeta y homogenice por agitación con una varilla de vidrio.

Opere de la misma manera que en el caso anterior y anote las masas de las 50 gotas en la tabla 5.5.



Anote en esta tabla la bureta empleada, incluyendo el número correspondiente en el paréntesis de la variable.

41


III.-CALCULOS:

Calculo de la densidad del agua:

dAgua= (30.0658 – 7.48·10-3·T) / 30

dAgua= (30.0658 – 7.48x10-3x250C) / 30

Calculo del radio de la circunferencia de contacto liquido- vidrio (r) :

Para la bureta 1:

Utilizando la ecuación 1:

71 .97mN /m=0 .00490 gx 9.8m /s 2

2 πr

Para la bureta 2:

71 .97mN /m=0 .00467 gx 9 .8m / s2

2πr

42

dAgua= 0.99596 g/cm3

r=0 .10619mm

r=0 .10121mm


Calculo de la densidad del etanol:

Wpicnometro= 20.4261g T= 250C

Wpicnometro con agua= 32.9564g

magua= Wpicnometro con agua - Wpicnometro

magua= 32.9564g - 20.4261g

Vpicnometro= magua/dAgua

Vpicnometro= 12.5273/0.99596 g/cm3

Wpicnometro con etanol= 31.7752 g

metanol= 31.7752 g – 20.4261 g

detanol= metanol / Vpicnometro

detanol= 11.3491 g / 12.57812 ml

43

magua= 12.5273 g

Vpicnometro= 12.57812 ml

metanol= 11.3491 g

detanol= 0.90229 g/cm3


Calculo de la densidad de la disolución de NaCl:

Wpicnometro= 20.4261 g

Wpicnometro con NaCl= 33.5873 g

mNaCl= 33.5873 g – 20.4261 g

dNaCl = mNaCl / Vpicnometro

dNaCl l= 13.1612 g / 12.57812 ml

Calculo de la densidad del detergente:

Wpicnometro= 20.4261 g

Wpicnometro con detergente= 33.0751 g

mNaCl= 33.0751 g – 20.4261 g

ddetergente = mdetergente / Vpicnometro

ddetergente =12.6490 g/ 12.57812 ml

44

mNaCl= 13.1612 g

dNaCl = 1.04636 g/cm3

mdetergente= 12.6490 g

ddetergente = 1.00564 g/cm3


Cálculos de los datos para la construcción de la Función de Harkins y Brown

Para el agua :

rBureta (1)/ V1/3= 0.10619 / (0.00482)1/3 = 0.62864

φ = 1.19553 + 0.252149(0.62864) + 1.87333(0.62864)2 – 2.36412(0.62864)3 + 0.683521(0.62864)4

Para el etanol :

rBureta (1)/ V1/3= 0.10619 / (0.00297)1/3 = 0.73875

φ = 1.19553 + 0.252149(0.73875) + 1.87333(0.73875)2 – 2.36412(0.73875)3 + 0.683521(0.73875)4

Para la disolución de NaCl :

rBureta (1)/ V1/3= 0.10619 / (0.00667)1/3 = 0.56412

45

φ = 1.61379

φ = 1.1.65461


φ = 1.19553 + 0.252149(0.56412) + 1.87333(0.56412)2 – 2.36412(0.56412)3 + 0.683521(0.56412)4

Para el detergente :

rBureta (1)/ V1/3= 0.10619 / (0.00391)1/3 = 0.67405

φ = 1.19553 + 0.252149(0.67405) + 1.87333(0.67405)2 – 2.36412(0.67405)3 + 0.683521(0.67405)4

46

φ = 1.57874

φ = 1.63371


IV.-RESULTADOS:

5.1.- Calibración de la bureta 1

Numero de gotas

(g)

Masa de las gotas(g)

Masa de una gota

(g)

Masa Media de la Gota

(g)

Densidad del agua (g/cm3)

Volumen medio de la

gota (ml)

Muestra 1 40 0.19416 0.004850.00490 0.99596 0.00482

Muestra 2 40 0.1975 0.00494

rBureta (1) = 0.106190 mm

47

5.2.- Calibración de la bureta 2

Numero de gotas

(g)


Masa de una gota

(g)


(g)


Volumen medio de la

gota (ml)

Muestra 1 40 0.118523 0.004630.00467 0.99596 0.00469

Muestra 2 40 0.18845 0.00471

rBureta (2) = 0.10121 mm


5.3.- Tensión superficial del etanol

Numero de gotas

(g)


Masa de una gota

(g)


(g)


Volumen medio de la

gota (ml)

Muestra 1 40 0.10865 0.002720.00268 0.90229 0.00297Muestra 2 40 0.10578 0.00264

rBureta (1) / V1/3 = 0.73875 φetanol =1.65461

γetanol = 65.13mN/m

5.4.- Tensión superficial dela solución de NaCl

Numero de gotas

(g)


Masa de una gota

(g)


(g)


Volumen medio de la

gota (ml)

Muestra 1 40 0.29655 0.007410.00698 1.04636 0.00667Muestra 2 40 0.26153 0.00654

rBureta (1) / V1/3 = 0.56412 φetanol = 1.57874

γetanol = 161.86 mN/m

48


5.5.- Tensión superficial dela solución con detergente comercial

Numero de gotas

(g)


Masa de una gota

(g)


(g)


Volumen medio de la

gota (ml)

Muestra 1 40 0.15470 0.003870.00393 1.00564 0.00391Muestra 2 40 0.15943 0.00399

rBureta (1) / V1/3 = 0.67405 φetanol = 1.63371

γetanol = 94.30 mN/m

49


GRAFICANDO LA FUNCION DE AJUSTE DE HARKINS Y BROWN EN COMPARACION CON LA TEORICA

0.62864 0.73875 0.56412 0.674051.54000

1.56000

1.58000

1.60000

1.62000

1.64000

1.66000

1.68000

Funcion de ajuste de Harkins y Brown

r / V1/3

Ø

50


IV.- CONCLUSIONES:

D e s c u b r i r l o s p r o c e d i m i e n t o s e x p e r i m e n t a l e s p a r a o b t e n e r e l v a l o r d e l a tensión superficial de un liquido y entender el por qué una gota de agua tiene unaforma esférica son parte de los conocimientos que hemos adquirido.

Además este informe nos ha ayudado a responder a preguntas como: ¿el d e t e r g e n t e a u m e n t a o r e d u c e l a t e n s i ó n s u p e r f i c i a l ? Y a q u e u n o a l o b s e r v a r u n a b u r b u j a t i e n d e a p e n s a r q u e e s t a t i e n e m a y o r t e n s i ó n s u p e r f i c i a l , l o c u a l e s i n c o r r e c t o . ¿ A m a y o r t e m p e r a t u r a q u e p a s a c o n l a t e n s i ó n s u p e r f i c i a l ? E s t a disminuye ya que las fuerzas de cohesión se debilitan.

51


PRACTICA N°3

ADSORCION DE ACIDO ACETICO SOBRE CARBON VEGETAL

I.- OBJETIVOS

1.- Determinar la isoterma de adsorción del acido acético.

2.- Comparar el comportamiento de una sustancia adsorbida en las distintas ecuaciones de adsorción.

II.- FUNDAMENTOS

En la industria farmacéutica se emplean métodos de separación, extracción, purificación, que tienen como fundamento, poner en contacto dos sustancias no miscibles entre sí, siendo una de ellas un material solido y la otra una solución de dos o mas compuestos químicos, que al estar en contacto con el material solido, las cantidades sobre la superficie del solido dependen de las interacciones que cada compuesto químico establezca con la superficie, quedando adherido el compuesto que menor energía necesite para la unión, estos métodos en general se llaman Cromatografía. Por lo anterior es necesario entender como se efectúa la unión de las moléculas en la superficie y las ecuaciones matemáticas que lo describen.

Cuando una fase solida de gran superficie se expone a un volumen limitado de un gas o de una solucion, una cantidad del gas o de la solucion puede quedar adsorbida (atrapada) en la superficie del solido.

Las sustancias adsorbidas son retenidas por distintas fuerzas de atracción de la superficie, según la naturaleza del sistema:

a) Si las fuerzas son similares a las de los enlaces químicos (atracción de iones de carga opuesta o formación de enlaces covalente o covalente coordinado) recibe el nombre de adsorción química. Para este tipo de adsorción, el ΔH es comparable a las energías de enlace químico y el proceso es generalmente irreversible. La adsorción ocurre en una sola capa de moléculas (monocapa) en la superficie.

b) Cuando las fuerzas que originan el fenómeno de adsorción son las llamadas fuerzas de van der Waals, recibe el nombre de adsorción física. En este tipo de adsorción el ΔH es pequeño y comparable al cambio de entalpía en la licuefacción de gases. La adsorción ocurre en multicapas y las capas externas se comportan como un sólido o un líquido.

La adsorción se determina midiendo la cantidad de sustancia residual en la solución o en la fase gaseosa.

La cantidad de sustancia adsorbida (adsorbato) es función de tres factores:

a) La cantidad de sustancia sólida (adsorbente) donde se adsorberá el adsorbato.

b) La cantidad de adsórbalo c0 en la fase de contacto con la superficie de la sustancia adsorbente.

c) La temperatura.

52


La adsorción se cuantifica en gramos de la sustancia adsorbida x, por gramos de la sustancia adsorbente m, lo que se expresa como x/m. Al determinar la relación x/m en función de la concentración c0 (a temperatura

constante), la curva que representa este fenómeno recibe el nombre de isoterma de adsorción.

La gráfica de la figura N° 1 indica que la sustancia adsorbente tiene una capacidad de adsorción limitada y esta se encuentra en función de la concentración del adsorbato.

Existen distintas ecuaciones que describen el fenómeno de adsorción.

Isoterma de adsorción de Freundlich

Freundlich fue quien describió primero el fenómeno de adsorción e indico una ecuación.

Donde: x/m : es la relación entre la masa adsorbida de sustancia por la superficie y la masa de material adsorbente K : es la constante de equilibrio de adsorción p : es la presión de gas sobre la superficie n : es un valor constante, que depende la sustancia adherida y de la superficie

Isoterma de Adsorción de Langmuir.

Esta teoría se basa en los postulados siguientes:

1) El adsorbato se adhiere al sólido en una sola capa de moléculas (monocapa).

2) El adsorbato es un gas.

3) La velocidad de adsorción es proporcional al número de colisiones de las moléculas del gas con la superficie de la sustancia adsorbente (que es proporcional a la presión del gas P, y a la superficie aún no cubierta).

4) En la adsorción se establece un equilibrio entre la cantidad adherida en la superficie y la cantidad que se separa de la superficie.

53


donde: θ = Fracción de superficie ocupada por las moléculas del gas. k1 = Constante de adsorción.

k2 = Constante de desorción.

p = Presión del gas.

Efectuando sustituciones de k1/k2 = K = b y θ por y/ym, se transforma la ecuación al invertirla y multiplicar

por p todos los términos, en una ecuación de representación de línea recta:

donde: p = Presión del gas. y = Masa adsorbida por gramo de adsorbente a la presión p. ym= Masa de gas que adsorbe un gramo de adsorbente cuando la monocapa está completa.

b = Relación de constantes de proporcionalidad.

Ecuación de Brunauer, Emmet y Teller (BET).

Esta ecuación toma en consideración el hecho de que un sólido se cubre de varias capas de la sustancia adsorbida (adsorbato), por lo que la ecuación de la isoterma de Langmuir deja de ser útil para el estudio de estos fenómenos.

La ecuación de BET tiene la forma:

donde: p = Presión del gas. Po = Presión de vapor saturado del adsorbato.

y =Masa adsorbida por gramo de adsorbente a la presión p. ym= Masa de gas que adsorbe un gramo de adsorbente cuando la primera capa está completa.

54


b = Constante de proporcionalidad, que es la relación de las constantes de adsorción de la capa de condensación y la constante de la primera capa.

Calor de adsorción.La variación de entalpía molar (ΔH) es la variación de la energía de las moléculas en fase gaseosa y la energía de las moléculas adsorbidas por el adsorbente, aplicando la ecuación de van´tHoff, que queda como:

donde: p = Presión del gas. T = Temperatura a la que adsorbe el gas. ΔH = Calor isóstérico de adsorción. R = Constante de los gases.

III. PROTOCOLO DE INVESTIGACION.

1.- Investigar las limitantes de la ley de Langmuir. 2.- Investigar cuándo la ecuación de Freundlich se transforma en la ecuación de la ley de Langmuir. 3.- Indicar algunos compuestos que pueden ser adsorbidos por carbón activado. 4.- Indicar qué otras sustancias pueden ser empleadas como adsorbentes. 5.- Explica porque se llaman isotermas. 6.- Elaborar un diagrama de flujo con la secuencia experimental a seguir.

IV. DESARROLLO EXPERIMENTAL.

a) Material y reactivos.

10 matraces Erlenmeyer de 125 ml.1 bureta de 25 ml.

1 embudo.1 soporte universal.

1 anillo metálico.

2 probetas de 25 ml.3 vasos de precipitados de 125 ml.

Papel filtro.Carbón activado.

Acido acético 0.25 M y 0.5 MHiróxdido de sodio 0.1 N.

55

Universidad Nacional Federico Villarreal

b) Secuencia experimental

b.1. Velocidad de adsorción. b.1.1 En una serie de siete matraces agregar 20 ml de solución de ácido acético 0.25 N en cada uno y 1 g de carbón activado. Taparlos bien. Agitarlos continuamente. b.1.2 Después de 2 min, filtrar el contenido del primer matraz con papel filtro, eliminando los primeros 5 ml de filtrado. b.1.3 Tomar una alícuota de 1 ml del filtrado y titular con NaOH 0.1 N, utilizando fenolftaleína como indicador, repetir la titulación del filtrado. b.1.4 Repetir el punto 1.2 y 1.3 con los demás matraces filtrando una vez transcurrido los tiempos indicados en la tabla de resultados. b.1.5 Se debe concluir el experimento hasta que las titulaciones tiendan a ser iguales. b.2.- Isoterma de adsorción del ácido acético sobre carbón vegetal.

b.2.1 Preparar la serie de matraces con las siguientes cantidades:

No. de matraz.

1 2 3 4 5 6 7

Ac. Ac. 0.5 N. (ml)

25 20 15 10 7 3 0

Agua (ml)

0 5 10 15 18 22 25

b.2.2 Agregar 1 g de carbón activado a cada matraz. b.2.3 Agitar los matraces por períodos de 10 min. o por tiempo determinado en experimento de velocidad de adsorción. Nota: hacer esto en forma escalonada tal que los tiempos de terminación de agitación no se empalmen. b.2.4 Transcurrido el tiempo, filtrar el contenido de cada matraz. Es conveniente eliminar los primeros 5 ml del filtrado en cada concentración (¿porqué se hace esto?). b.2.5 Tomar alícuotas de los filtrados y titularlos con NaOH 0.1 N (esto debe realizarse por duplicado en cada concentración). Las alícuotas serán las siguientes: 1 ml del primer matraz, 2 ml del segundo, 5 ml de cada uno de los demás (¿cuál el la utilidad práctica de este proceder?).

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V. RESULTADOS:

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VI. TRATAMIENTO DE LOS DATOS EXPERIMENTALES.

1.- Determinar la masa de ácido acético en cada matraz, antes y después de la titulación. 2.- Determinar la masa de ácido acético adsorbido (x) por el carbón activado, así como la masa de ácido acético adsorbido por gramo de carbón activado(x/m). 3.- Representar en una gráfica la variación de x/m en función del tiempo. 4.- Representar en una gráfica los datos obtenidos x/m en función de CS.

5.- Determinar la constante de adsorción al representar en una gráfica ln(x/m) en función de ln(CS). De ser una recta, calcular las constantes de la ecuación:

esta es la ecuación de Freundlich, que se puede representar como una recta de la siguiente manera:

6.- Representar los datos en una gráfica m/x en función de 1/CS, para saber si cumple con la

ecuación de Langmuir.

VII. ANÁLISIS DE RESULTADOS

1. Analizar las distintas gráficas comentando las ventajas y desventajas de cada una.

2. En base a la exactitud de las líneas, explicar cual describe mejor el fenómeno de adsorción.

3. Indicar qué importancia tendrá efectuar la separación de sustancias utilizando los procedimientos de esta práctica en el área farmacéutica, explica al menos tres ejemplos.

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VIII. CONCLUSIONES

1. ¿Se cumplieron con los objetivos de la práctica? 2. ¿Existe congruencia entre los conceptos teóricos y los resultados experimentales? De no existir congruencia explica las posibles causas que la originan. 3. ¿Que sugerirías para obtener datos mas confiables y precisos?

IX. BIBLIOGRAFIA

1.- M. T. Toral, Fisicoquímica de superficies y sistemas dispersos, Ed. Urmo, España, 1973. 2.- B. P. Levitt, Química Física Práctica de Findlay, Ed. Reverté, España, 1979.3.- A. M. James, Practical Physical Chemistry, Ed. J. & A. Churchill LTD, Londres, 1967.4. O. A. Burmístova et al, Prácticas de Química Física, Ed. Mir, Moscú, 1977.5. G. W. Castellan, Fisicoquímica, Ed. Addison- Wesley Iberoamericana, México, 1987. 6. Raymond Chang, Fisicoquímica con Aplicaciones a Sistemas Biológicos, Ed. CECSA, México, 1987. 7. Engel Thomas y Reid Philip, Química Física, Ed. Pearson – Addison – Wesley, España, 2006. 8. Gennaro Alfonso, Remington Farmacia, Ed. Médica Panamericana, Argentina, 2003.

9. MartinAlfred, 4a Edición, Ed. Willams&Wilkns, USA, 1993. 10. Morris, J. G. Fisicoquímica para Biologos (Conceptos Básicos), Ed. Reverté S. A., 1993 11. Sans Pedrero P., Fisicoquímica para Farmacia y Biología, Ediciones Científicas y Técnicas S.A., España, 1992. 12. Pradeau, et. al., Análisis Químicos Farmacéuticos de Medicamentos, Ed. IPN – Noriega – UTHEA, México, 199.

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I.- OBJETIVOS:

Determinar la isoterma de adsorción del acido acético. Comparar el comportamiento de una sustancia adsorbida en las distintas ecuaciones de adsorción.

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b.1. Velocidad de adsorción. b.1.1 En una serie de siete matraces agregar 20 ml de solución de ácido acético 0.25

N en cada uno y 1 g de carbón activado. Taparlos bien. Agitarlos continuamente.

b.1.2 Después de 2 min, filtrar el contenido del primer matraz con papel filtro, eliminando los primeros 5 ml de filtrado.

b.1.3 Tomar una alícuota de 1 ml del filtrado y titular con NaOH 0.1 N, utilizando fenolftaleína como indicador, repetir la titulación del filtrado.

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b.1.4 Repetir el punto 1.2 y 1.3 con los demás matraces filtrando una vez transcurrido los tiempos indicados en la tabla de resultados.

b.1.5 Se debe concluir el experimento hasta que las titulaciones tiendan a ser iguales.

b.2.- Isoterma de adsorción del ácido acético sobre carbón vegetal.

b.2.2 Agregar 1 g de carbón activado a cada matraz. b.2.3 Agitar los matraces por períodos de 10 min. o por tiempo determinado en

experimento de velocidad de adsorción. Nota: hacer esto en forma escalonada tal que los tiempos de terminación de agitación no se empalmen.

b.2.4 Transcurrido el tiempo, filtrar el contenido de cada matraz. Es conveniente eliminar los primeros 5 ml del filtrado en cada concentración (¿porqué se hace esto?).

b.2.5 Tomar alícuotas de los filtrados y titularlos con NaOH 0.1 N (esto debe realizarse por duplicado en cada concentración). Las alícuotas serán las siguientes: 1 ml del primer matraz, 2 ml del segundo, 5 ml de cada uno de los demás (¿cuál el la utilidad práctica de este proceder?).

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III.- CALCULOS:

Calculando la masa final del acido acético absorbido (X):

Matraz 1

Macido=0.1Mx 1,25ml0.25mL

=0.5M

X=(0.25mol/L – 0.5mol/L).0.005Lx60.5g/mol

X=0.075g

Matraz 2

Macido=0.1Mx 0.95ml0.25ml

=0.38M

X=(0.25mol/L – 0.38mol/L).0.005Lx60,05g/mol

X=0.0390g

Matraz 3


=0.34M


X=0.0270g

Matraz 4


=0.24M

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X=0.0030g

Matraz 5


=0.20M

X=(0.25mol/L –0.20 mol/L).0.005Lx60,05g/mol

X=0.150g

Matraz 6


=0.18M


X=0.2010g

Matraz 7


=0.16M


X=0.0270g

Donde:

Cs = Macido m= masa del carbón activado X=masa del acido acético absorbido

Matraz CarbonAcido

AceticoNaOH 0.1

N Tiempo

N0 (g) Cs (mol/L) x(g) x/m (ml) (ml)vol.prom.

(ml) (min)1 0.25 0.5 0.075 0.3 1.3 1.2 1.25 22 0.25 0.38 0.039 0.156 0.9 1 0.95 43 0.25 0.34 0.027 0.108 0.9 1 0.85 64 0.25 0.24 0.003 0.012 0.7 0.8 0.6 8

Página 1


5 0.25 0.2 0.015 0.06 0.5 0.5 0.5 106 0.25 0.18 0.021 0.084 0.5 0.4 0.45 127 0.25 0.16 0.027 0.108 0.4 0.4 0.4 14

GRAFICAS PARA EL CUADRO N°1

Página 1


0.300 0.156 0.108 0.012 0.060 0.084 0.1080

2

4

6

8

10

12

14

16

f(x) = 2 xR² = 1

x/m Vs Tiempo

x/m

Tiem

po(m

im)

Página 1

x/m0.30.1560.1080.0120.060.0840.108

T2468

101214


x/m0.3 Cs

0.156 0.50.108 0.380.012 0.340.06 0.24

0.084 0.20.108 0.18

0.16

0.3 0.156 0.108 0.012 0.060

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

f(x) = − 0.074 x + 0.554R² = 0.969546742209632

Grafica X/m Vs Cs

Axis Title

Axis

Title

Página 1


Isoterma de adsorción del acido acético sobre carbón vegetal

Calculando la masa de acido acético absorbido (X):

Matraz 1

MAcidoxVAcido=MBasexVBase

MAcido=0.1Mx 5.55ml

1ml= 0.555M

X= (0.5mol/L – 0.555mol/L).0.025x60.05g/mol

X=0.0826g

Matraz 2

MAcido=0.1Mx 8.25ml

2ml=0.4125M

X= (0.5mol/L – 0.4125mol/L).0.025x60.05g/mol

X=0.1314g

Matraz 3

MAcido=0.1Mx 14.25ml

5ml=0.285M

X= (0.5mol/L – 0.285mol/L).0.025x60.05g/mol

X=0.3228g

Matraz 4

MAcido=0.1Mx 10.7ml

5ml=0.214M

X= (0.5mol/L – 0.214mol/L).0.025x60.05g/mol

X=0.4292g

Página 1


Matraz 5

MAcido=0.1Mx 6.65ml

5ml=0.133M

X= (0.5mol/L – 0.133mol/L).0.025x60.05g/mol

X=5510g

Matraz 6

MAcido=0.1Mx 2.85ml

5ml=0.057M

X= (0.5mol/L – 0.057mol/L).0.025x60.05g/mol

X=0.6651g

Matraz 7

MAcido=0.1Mx 0.25ml

5ml=0.005M

X= (0.5mol/L – 0.005mol/L).0.025x60.05g/mol

X=0.7431g

CALCULANDO (m/x) y (1/Cs):

Matraz 1

(mx

) = 1

0.0826= 12.1065

(1Cs

) = 1

0,555M= 1.8018 L/mol

Matraz 2

(mx

) = 1

0.1314= 12.1065

(1Cs

) = 1

0.4125M= 1.8018 L/mol

Página 1


Matraz 3

(mx

) = 1

0.3228= 3.0979

(1Cs

) = 1

0.2850M= 3.5088 L/mol

Matraz 4

(mx

) = 1

4.6729= 4.6729

(1Cs

) = 1

0.0570M= 17.5439 L/mol

Matraz 5

(mx

) = 1

1.8149= 1.8149

(1Cs

) = 1

0.2140M= 4.6729 L/mol

Matraz 6

(mx

) = 1

1.5035= 1.5035

(1Cs

) = 1

0.0570M= 1.754 L/mol

Matraz 7

Página 1


(mx

) = 1

0.7431= 1.3457

(1Cs

) = 1

0.0050M= 200 L/mol

CALCULANDO Ln(x/m) y Ln(Cs)

Matraz 1

Ln(xm

)= Ln(0.08261

) = -2.4937

Ln(Cs)= Ln(0.555) = -0.5888

Matraz 2

Ln(xm

)= Ln(0.13141

) = -2.0295

Ln(Cs)= Ln(0.4125) = -0.8855

Matraz 3

Ln(xm

)= Ln(0.42941

) = -1.1307

Ln(Cs)= Ln(0.2850) = -1.2553

Matraz 4

Ln(xm

)= Ln(0.32281

) = -0.8454

Ln(Cs)= Ln(0.2140) = -1.5418

Página 1


Matraz 5

Ln(xm

)= Ln(0.55101

) = -0.5960

Ln(Cs)= Ln(0.1330) = -2.0174

Matraz 6

Ln(xm

)= Ln(0.66511

) = -0.4078

Ln(Cs)= Ln(0.0570) = -2.8647

Matraz 7

Ln(xm

)= Ln(0.74311

) = -0.2969

Ln(Cs)= Ln(0.0050) = -5.2983

Página 1


GRAFICAS PARA EL CUADRO N°2

2 4 6 8 10 12 140

0.10.20.30.40.50.60.70.8

f(x) = 0.117039285714286 x − 0.0502428571428573R² = 0.987859661410292

x/m Vs Tiempo

Tiempo(min)

x/m

x/m0.04

t2

0.08 40.2 60.5 8

Página 1


0.5 100.5 120.5 14

Cs0.555 x/m

0.08260.413 0.13140.285 0.32280.214 0.42940.133 0.5510.057 0.66510.005 0.7431

Página 1


0.555 0.413 0.285 0.214 0.133 0.057 0.0050

0.10.20.30.40.50.60.70.8

f(x) = 0.117039285714286 x − 0.0502428571428573R² = 0.987859661410292

x/m Vs Cs

Cs

x/m

(1/Cs)1.8

m/x12.1065

2.4 7.61043.5 3.09794.7 2.32887.5 1.8149

17.5 1.5035200.0 1.3457

Página 1


1.8 2.4 3.5 4.7 7.5 17.5 200.00

2

4

6

8

10

12

14

f(x) = − 1.63497142857143 x + 10.7981285714286R² = 0.748906102743376

Ajuste de Langmuir

1/Cs

m/x

Ln(Cs)-0.6

Ln(x/m)-2.5

-0.9 -2.0-1.3 -1.1-1.5 -0.8-2.0 -0.6-2.9 -0.4-5.3 -0.3

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-0.6 -0.9 -1.3 -1.5 -2.0 -2.9 -5.3

-3.0

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0f(x) = 0.370303571428571 x − 2.5955R² = 0.90365847851529

Ajuste de Freundlich

ln(Cs)

ln(x

/m)

IV.- CONCLUSIONES:

Se verifico la exactitud y linealidad de la Isoterma de langmuir y de Freundlich, como factor importante en los estudios de adsorción.

A medida que aumenta la concentración del ácido acético (adsorbato) aumenta la relación entre la cantidad adsorbida por gramo de carbono.

El carbón activado pulverizado proporciona datos de adsorción de manera eficiente y en un corto tiempo, debido a la velocidad por llegar al equilibrio.

La isoterma B.E.T. es indispensable para medir el área del carbón vegetal, ya que los estudios de adsorción son muy irregulares y porosos y por ello no es posible obtener ese valor directamente.

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PRACTICA N°4

Equilibrio de fases binario: líquido-vapor

I.-Objetivos

1. Analizar el equilibrio de fases líquido – vapor de una mezcla binaria a presión constante.

2. Evaluar la idealidad o no idealidad de la disolución utilizada y su efecto en el diagrama defases.

II.-Búsqueda de información

Para la construcción del diagrama, es útil en un experimento de destilación, el vapor es

atraído y condensado completamente, la primera caída proporciona una muestra de

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líquido más rico en el componente más volátil que la muestra original. Además el

líquido restante es más rico en el componente menos volátil y por lo tanto el punto de

ebullición se desplaza hacia valores mayores. Repitiendo el proceso se llega a un

condensado que al final será virtualmente el componente volátil puro. Aunque el

término "destilación" se usa algunas veces para aquellos procesos donde un

componente simple se vaporiza de una solución, por ejemplo en el "caso del agua

destilada", en ingeniería el término "destilación" se aplica sólo para aquellas

operaciones en las cuales la vaporización de una mezcla líquida produce una fase de

vapor que contiene mas de un componente que del otro, queriendo recuperar uno o

algunos de los componentes en estado puro.

¿Que es una destilación simple?

¿Que es una destilación fraccionada?

¿Como son los diagramas de fases líquido vapor?

Defina un azeotropo

Como se pueden destilar mezclas azeotropicas?

Consulte un sistema que tenga un diagrama de fases líquido vapor con azeotropo.

Dibújelo

Consulte un sistema que tenga un diagrama de fases líquido vapor sin azeótropo.

Dibújelo.

III.- Materiales y equipo:

Material por grupo de trabajo:

• Cinco tubos de ensayo • Un termómetro • Dos balones de fondo redondo de 50 ml con desprendimiento lateral

• Un condensador

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• Una pinza para refrigerante • Unas pinzas para balón • Tres nueces • Un aro de hierro • Tres goteros muy limpios • Una placa de calentamiento • Una plancha de calentamiento • Mangueras para el refrigerante • Un picnómetro • Dos probetas de 50ml • Algodón • Papel secante

Material de uso general:

• Refractómetro

Reactivos de uso general por grupo:

• Dicloroetano 100ml

• Etanol 100ml

IV.-Procedimiento y tablas de datos:

Armar el equipo de destilacion

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V-. Datos

Tabla 1: Muestra de los datos obtenidos experimentalmente luego de las destilaciones.

Muestra TªC Índice de refracción

VI.- RESULTADOS

Tabla 2: Muestra los resultados obtenidos para las fracciones molares.

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VII.- Cálculos

1. Determinación de la Composición del Destilado y Residuo.

Grafique la composiciones molares en función del índice de refracción, esta será su grafica

patrón4, calcule el coeficiente de correlación para saber si al respuesta es una línea recta.

Si las variables resultan comportarse como línea recta, escriba la ecuación que la representa.

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Muestra TªC Índice de refracción

Composición molar %


Interpole en esta recta los índices de refracción leídos para los destilados recogidos y determine la composición del vapor.

Para determinar los % molares de etanol en las muestras del Destilado y Residuo primero se ubica

en el eje de las ordenadas el índice de refracción que se midió experimentalmente mediante el refractómetro, luego se prolonga una horizontal hacia la recta o curva y desde ese punto se traza una vertical al eje de las abscisas determinando así el % molar de etanol.

Bibliografía:

- Ball W David.. 2004. Fisicoquímica. Thomson México. - Catellan G.W. 1998. Fisicoquímica. Pearson. México - Alberty R., Daniels F., "Fisicoquímica", versión SI, 1ra ed., Cía. Ed. Continental, México 1984, pág.

120 - Atkins, P., "Fisicoquímica", 2da ed., Ed. Addison Wesley Iberoamericano, México 1978, págs. 194,

201-202, 210-212 - Castellan G., "Fisicoquímica", 1ra ed., Fondo Educativo Interamericano, México 1978, págs. 283-

284, 305-310. - Crockford H., Nowell J., "Fundamento de Fisicoquímica", 2da ed., Ed. Aguilar SA, págs. 105, 118, 127-130.

I.-OBJETIVOS:

Analizar el equilibrio de fases líquido – vapor de una mezcla binaria a presión constante. Evaluar la idealidad o no idealidad de la disolución utilizada y su efecto en el diagrama

defases.

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Montar el sistema de destilación con refrigerante.

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Colocar 40 ml de dicloroetano ya que es mas volátil y 10 ml de etanol en el balón.

Tomar medidas con el refractómetro para la primera temperatura de ebullición de la mezcla azeotropica siendo 64C y asi sucesivamente cada grado tanto del destilado como del remanente de la mezcla.

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III.- CALCULOS:

TEMPERATURA ndestilado nremanente

64 1.415 1.415

Página 1


67 1.4165 1.418

70 1.418 1.42

73 1.42 1.4225

75.5 1.423 1.424

76.5 1.428 1.428

71 1.441 1.441

73.5 1.437 1.438

75.5 1.431 1.433

76.5 1.428 1.428

TABLA N01

ETANOLVOLUMEN DENSIDAD(g/ml) MASA(g) M(g/mol) N0MOLES FRACCION MOLAR (x)

3 0.789 2.367 46.07 0.051 2.3676 0.789 4.734 46.07 0.103 0.0229 0.789 7.101 46.07 0.154 0.022

11 0.789 8.679 46.07 0.188 0.02214 0.789 11.046 46.07 0.240 0.022

Página 1


16 0.789 12.624 46.07 0.274 0.02218 0.789 14.202 46.07 0.308 0.02215 0.789 11.835 46.07 0.257 0.02212 0.789 9.468 46.07 0.206 0.0228 0.789 6.312 46.07 0.137 0.022

TABLA N02

MUESTRA TEMPERATURA nREMANENTE nDESTILADO XREMANENTE XDESTILADO

DICLOROETANOVOLUMEN DENSIDAD(g/ml) MASA(g) M(g/mol) N0MOLES FRACCION MOLAR (x)

4 1.235 4.94 98.96 0.0499 1.05157 1.235 8.645 98.96 0.0873 0.6587

10 1.235 12.35 98.96 0.1248 0.651612 1.235 14.82 98.96 0.149 0.647815 1.235 18.525 98.96 0.187 0.643517 1.235 20.995 98.96 0.212 0.640819 1.235 23.465 98.96 0.237 0.6190814 1.235 17.29 98.96 0.175 0.6250511 1.235 13.585 98.96 0.137 0.632657 1.235 8.645 98.96 0.087 0.6408

1 64 1.415 1.415 0.081 0.084

2 67 1.418 1.4165 0.142 0.167

Página 1


3 70 1.42 1.418 0.203 0.251

4 73 1.4225 1.42 0.244 0.306

5 75.5 1.424 1.423 0.304 0.39

6 76.5 1.428 1.428 0.448 0.446

7 71 1.441 1.441 0.934 0.955

8 73.5 1.438 1.437 0.652 0.871

9 75.5 1.433 1.431 0.495 0.697

10 76.5 1.428 1.428 0.468 0.464

GRAFICAS

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1.41 1.415 1.42 1.425 1.43 1.435 1.44 1.44555

60

65

70

75

80

Temperatura Vs indice de refraccion

vaporliquidovapor2liquido2

Indice de refraccion

Tem

pera

tura

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.255

60

65

70

75

80

Temperatura Vs fraccion molar

vaporliquidovapor2liquido2

fraccion molar

Tem

pera

tura


IV.- CONCLUSIONES:

La mezcla azeotropica tiene un equilibrio donde el vapor presenta las mismas características de la fase liquida.

La temperatura del equilibrio de las dos fases dio 76.5C.

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