INDICEMARCO TEORICO........................................................................................................ 3 OBJETIVO................................................................................................................... 6 PROCEDIMIENTO........................................................................................................ 6 CUESTIONARIO........................................................................................................... 7 MARCO TEORICO Factores de que depende la Presión de vapor La naturaleza del líquido La temperatura Influencia de la naturaleza del líquido El valor de la presión de vapor saturado de un líquido. Influencia de la temperatura La presión de vapor en los líquidos crece rápidamente al aumentar la temperatura. apenas lo notamos cuando se destapa el recipiente. un presión mayor que otros menos volátiles. estamos suministrándole energía. El cálculo de la presión se realiza mediante la fórmula que se muestra a la derecha. da una idea clara de su volatilidad.) tienen una presión de vapor saturado más alta. pero si se cumplirá siempre. confinados en un recipiente cerrado. así. el líquido se encuentra en su punto de ebullición ya que el vapor. acetona etc. 3 . mantendrán a la misma temperatura. que establece que la presión parcial de un disolvente sobre una disolución está dada por la presión de vapor del disolvente puro. Francois Raoult ). Cuando un líquido se calienta. al vencer la presión exterior. por lo que este tipo de líquidos. los líquidos más volátiles (éter. La explicación de este fenómeno se basa en el aumento de energía de las moléculas al calentarse. por ejemplo. si el líquido es. no es una línea recta. multiplicada por la fracción molar del disolvente en la disolución. agua. cuando destapamos un recipiente con gasolina. Si un soluto es no volátil la presión de vapor de su disolución es menor que la del disolvente puro. habrá un valor fijo de presión de vapor saturado para cada líquido. que. se puede formar en toda la masa del líquido y no sólo en su superficie. mientras que. La relación entre la temperatura y la presión de vapor saturado de las sustancias. cuando la presión de vapor es igual a 1 atmósfera. Esta relación está dada por la ley de Raoult. cuya presión de vapor saturado es más baja. en otras palabras. no necesariamente se duplicará la presión. si se duplica la temperatura. notamos que hay una presión considerable en el interior. gasolina. para cada valor de temperatura. (un científico francés. a temperatura ambiente en verano. Eso explica por qué. Así que la relación entre la presión de vapor y presión de vapor del disolvente depende de la concentración del soluto en la disolución. Es fácil darse cuenta entonces. para intervalos de alta presión también requiere de cálculos iterativos. es muy bueno y arroja un máximo porcentaje de error medio de 1. El método de Riedel-Plank-Miller es el mejor para compuestos inorgánicos y además es fácil de usar.2% En intervalos de alta presión: 1500 mmHg hasta la presión critica El método de estimación reducida de Kirchhoff. Pues la presión de vapor en la mayoría de los casos se puede expresar como. este arroja un máximo porcentaje de error medio de 5. lo que a su vez significa. es el mejor para compuestos orgánicos. Expresiones para relacionarla con la temperatura La regla de fases establece que la presión del vapor de un líquido puro es función única de la temperatura de saturación. y arroja un máximo porcentaje de error medio de 5. que la cantidad de moléculas que alcanzarán suficiente velocidad para pasar al estado gaseoso será mucho mayor. 4 .1%. pero de todas maneras estas ecuaciones pueden referirse a la ecuación de Clapeyron: Ln*P2/P1= (DH/R) vaporización (1/T1-1/T2) Esta ecuación mediante pasos matemáticos.5%. Pvp= f (t) La presión de vapor de un líquido se relaciona con la temperatura por medio de la Ecuación de Clausius-Clapeyron. el cual no es muy exacto pero es muy fácil de usar.Esta energía se traduce en aumento de velocidad de las moléculas que lo componen. que los choques entre ellas serán más frecuentes y violentos. el cual se hace por medio de Cálculos de tipo iterativo. Estimación de la presión del vapor En intervalos de baja presión: 10 a 1500 mmHg El método de estimación de Frost-Kalkwarf-Thodors. sin embargo. puede convertirse en: LnPvp = A+B/T se debe tener en cuenta que esta ecuación no es aplicable a temperaturas inferiores al punto de ebullición normal.2% El método de estimación de Frost-Kalkwarf-Thodors. y por tanto mayor también la presión. este arroja un máximo porcentaje de error medio de 3. sin embargo existen muchas ecuaciones que estudian esta propiedad de los fluidos. están formadas por dos o tres niveles de presión. proceso). a su vez mediante los datos recolectados durante las revisiones periódicas es necesario estar calculando las pérdidas de energía ya que estas afecten directamente la eficiencia del proceso. los cuales son distribuidos según su uso o según la magnitud de la presión del vapor. de esta forma: para los bloques de generación eléctrica. Para lo que es necesario usar expresiones matemáticas para calcular dichas perdidas y llevar a cabo estudios sobre la recuperación de la inversión y la rentabilidad de acciones de ahorro de energía. para turbogeneradores eléctricos y grandes turbocompresores. ya que excesos de estas presiones pueden causar un desgaste más acelerado de la tubería y aparte de esto se pueden generar muchas pérdidas de energía.Estos métodos anteriores son métodos trabajados con ecuaciones reducidas para los cuales era necesario conocer tc. también se cuenta con reguladores de presión y temperatura en turbinas y otros aparatos que intervienen en este. lo cual no es conveniente para un proceso en el cual se está tratando de aprovechar la energía al máximo. tb. en las cuales se incurre en pérdidas de energía. y redes de distribución de varios kilómetros. El control de la presión y la temperatura en las redes de distribución de vapor es sumamente importante. turbinas para accionar bombas y compresores de plantas de procesos se usa el vapor de mayor presión. Para mantener el control en los sistemas de distribución de vapor. se usa por lo general extracciones de vapor media. es necesario determinar los puntos de ajuste adecuados para la red. pero existen muchísimos métodos diferentes tanto con ecuaciones reducidas como con ecuaciones semirreducidas y sin reducir. Para controlar estos excesos o simplemente variantes de las presiones y temperaturas adecuadas se tienen controles de los generadores de vapor los cuales mantienen estos factores en los valores ajustados. En la generación del vapor las plantas que lo generan. También es necesario analizar la posibilidad de operar la red a la menor presión posible para lo cual sería necesario consultar a los fabricantes de las turbinas y determinar si la tubería podría transportar los volúmenes necesarios. energía eléctrica. servicio. 5 . las turbinas de menor capacidad normalmente descargan a la red de baja presión. para ello estas plantas necesitan grandes sistemas de transformación de energía. Uso de la presión de vapor Las plantas productoras de petroquímicos y refinerías. aire de instrumentos. es necesario llevar una buena administración y una constante revisión de toda la red. requieren de muchos servicios como: vapor de agua (enfriamiento. pc. esta regulación también se lleva a cabo durante todo el proceso ya que en las redes de media y baja presión. por último. MATERIAL 1 Matraz balón de fondo plano de 500 cm3 1 Termómetro 1 Manómetro de "U" con mercurio 1 Tapón de hule bihoradado 1 Tuvo de vidrio con conexiones de hule 1 Mechero. deje de calentar y conecte rápidamente la manguera de hule al manómetro. al iniciar el experimento el tubo de hule no deberá estar conectado al manómetro. 6 . Anote la variación de niveles de mercurio en el manómetro (P) y la temperatura correspondiente para este incremento de presión. 3..En el matraz balón coloque aproximadamente 250 cm^3 de agua y los cuerpos de ebullición.. 4.Caliente nuevamente hasta 98 C porque puede desconectarse la manguera del manómetro o del matraz por el aumento de presión. 2. Deje enfriar y cuando no haya variación en el nivel de mercurio (P=0).OBJETIVO: Determinar experimentalmente la temperatura de ebullición del agua a diferentes presiones. Comprobar la ecuación de Clausius-Clapeyron mediante el cálculo de la temperatura correspondiente a las diferentes presiones de vapor y compararla con la temperatura experimental respectiva. Deje de calentar hasta estabilizar la temperatura. anillo y tela de alambre con asbesto Cuerpos de ebullición PROCEDIMIENTO: Primera parte. caliente hasta ebullición. Estando desconectado el manómetro (pero en una posición tal que cuando sea necesario se pueda conectar rápidamente).Por un tiempo no mayor a 10 segundos. 1.. desconecte la manguera de hule del manómetro.. e inmediatamente inicie el calentamiento hasta una temperatura de 96 C. Anote la temperatura correspondiente. No deje enfriar mucho tiempo.Monte el equipo tal como se indica en la figura 1. 16 369. Cálculos: T exp ° C 92 °C T exp ° K h2 h1 mm mmHg Hg 365 °K 14 mmHg 96°C 369 °K 98°C 100°C Δh= h2 - PT =585 h1 =ΔP mmHg + ΔP T calc ° C T calc ° K 12 2 mmHg 587 mmHg 96 ° 369.14°K 18mmHg 14mmHg 4 mmHg 589 mmHg 96.53 373.47 371.F. (presión atmosférica del D.5 mmHg 13 mmHg 11. A partir del dato anterior y de la ecuación de Clausius-Clapeyron.987 ° K mol p1 = patm = 585 mmHg (constante) 7 . Experimentalmente cuando la presión de oposición fue de 585 mmHg.47°K 373 °K 24. Complete la siguiente tabla. calcule a las diferentes presiones (PT) la temperatura correspondiente a cada presión y compárela con la obtenida experimentalmente.5 mmHg 596 mmHg 100.) la temperatura de ebullición fue de: R=92ºC 2.19°K 371 °K 24 mmHg 14 mmHg 10 mmHg 595 mmHg 98.CUESTIONARIO: 1.53°K mmHg Ecuación de Clausius-Clapeyron: P2 ln p1 = −Δ hv R 1 1 − ( T2 T1 ) DATOS: cal R = 1. 9700 mol Despeje para encontrar la temperatura 2 1 t2 = P2 p1 1 − t 1 −Δhv R ln Temperatura 2 a 92° C t2 = 1 587 mmHg ln 1 585mmHg − 365 ° k cal −9700 mol cal 1.P2 = patm + Δh cal −Δ hv = .987 ° K mol Temperatura 2 a 98° C t 1 =¿ =369.19°K t 1 =¿ 96° C 1 589mmHg ln 1 585 mmHg − 369 ° k cal −9700 mol cal 1.987 ° K mol Temperatura 2 a 96° C t2 = t 1 =¿ 92° C =369.19°K 98 °C 8 . t2 = 1 595 mmHg ln 1 585 mmHg − 371 ° k cal −9700 mol cal 1.987 ° K mol Temperatura 2 a 100° C t2 = =371.47°K t 1 =¿ 100° C 1 596 mmHg ln 1 585mmHg − 373 ° k cal −9700 mol cal 1.53°K 9 .987 ° K mol =373.