Lab 1 Presion Atmosferica 4k2v22

FACULTAD DE TECNOLOGIA COCHABAMBA

PRACTICA Nº1 PRESION ATMOSFERICA

MATERIA: Lab. Fisicoquímica DOCENTE: Ing. Víctor Antezana NOMBRE: Melgarejo Cardozo Fabio

FECHA DE ENTREGA: 30 de Agosto de 2013

COCHABAMBA – BOLIVIA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

1.

CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO

Los datos y constantes fisicoquímicas más importantes son: la temperatura del medio ambiente, presión atmosférica, humedad relativa, el punto de ebullición del agua y la altura sobre el nivel del mar, punto de fusión, ebullición y constantes críticas de una sustancia. La presión se define como una fuerza que actúa perpendicularmente sobre una determinada superficie o área. La unidad de presión en SI es el pascal (Pa), donde la fuerza se expresa en Newton (N) y el área en m2. La presión atmosférica es la presión que ejerce el aire sobre la superficie terrestre. Torricelli demostró que la presión atmosférica, resiste a una columna de mercurio cuya altura mide esta presión. 2.

OBJETIVOS

Determinar la presión atmosférica mediante el punto de ebullición de un líquido puro como el agua destilada, etanol, éter dietílico, etanol, cloroformo y sulfuro de carbono. 3.

MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOS:  Cronómetro  Hornalla  Probeta  Vaso de precipitado  Termómetro  Pizeta  Etanol  Cloroformo  Aceite comestible 4. TECNICA: Para poder obtener el punto de ebullición del agua, inicialmente se midió en un vaso de precipitado 50 ml de líquido midiendo la temperatura ambiente del mismo, para luego llevarlo a la hornalla e iniciar la toma de datos con respecto al incremento de temperatura hasta que alcance su punto de ebullición, los datos serán levantados cada dos minutos. 5.

TIEMPO DE DURACION DE LA PRÁCTICA:

Aproximadamente 90 minutos. 6.

MEDICION, CALCULOS Y GRAFICOS:

Con la información recopilada experimentalmente, y haciendo uso de las tablas de presión de vapor de los líquidos estudiados, se procederá a calcular la presión atmosférica con cada uno de los líquidos y por consiguiente la presión atmosférica en Cochabamba. Según datos de ASANA el dato de la presión atmosférica es la siguiente: Patm= 1100 h Pa P = 79,1545 KPa Las tablas de las prácticas experimentales son las siguientes: AGUA DESTILADA

El agua destilada tiene un punto de ebullición de ……. °C en Cochabamba. La tabla de datos es la siguiente: Tiempo

T °C

T °K

P vap(Kpa)

0

22

295,15

2,672

2

44

317,15

9,144

4

56

329,15

16,539

6

75

348,15

38,467

10 93 366,15 78,182 Según tablas y con los datos reunidos obtenemos la siguiente presión atmosférica con el agua destilada: P = 78,1822 KPa CLOROFORMO El cloroformo tiene un punto de ebullición de ….. °C en Cochabamba. Su tabla es la siguiente: Tiempo

T °C

T °K

P vap(Kpa)

0

22

295,15

22,5367

2

32

305,15

37,3696

4

52

325,15

73,333

6

52

325,15

73,333

10 52 325,15 73,333 Según tablas y con los datos reunidos obtenemos la siguiente presión atmosférica con el Cloroformo: P = 73,733 Kpa

ETANOL. El punto de ebullición del etanol en Cochabamba es de ….. ° C y su tabla es la siguiente: Tiempo

T °C

T °K

P vap(Kpa)

0

22

295,15

6,6152

2

44,5

317,65

22,5967

4

66

339,15

60,911

6

74

347,15

84,863

10 74 347,15 84,863 Según tablas y con los datos reunidos obtenemos la siguiente presión atmosférica con el etanol. P = 84,863 KPa BENCENO. El punto de ebullición del Benceno en Cochabamba es de ….. ° C y su tabla es la siguiente:

Tiempo

T °C

T °K

P vap(Kpa)

0

22

295,15

10,96

2

26

299,15

13,2

4

35

308,15

19,49

10 73 346,15 79,84 Según tablas y con los datos reunidos obtenemos la siguiente presión atmosférica con el benceno. P = 79,84 Kpa 7.

CUESTIONARIO:

1.- Cómo varía la presión atmosférica con respecto a la altura sobre el nivel del mar. Graficar altura versus presión atmosférica, y altura versus ln presión atmosférica, en papel milimetrado. Usaremos la Ecuacion:

P=P0 e Altura (m) 1000 1500 2000 2500 3000 3500

−Mgz RT

Presion (mm hg) 677,82 640,13 604,53 570,91 539,16 509,18

Altura Vs Presion Atmosferica

Presion Atmosferica (mm Hg)

800 700 f(x) = - 0.07x + 741.97 600 R² = 1 500 400 300 200 100 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Altura (m)

Ln Presión 6,519 6,462 6,404 6,347 6,290 6,233

Altura Vs Ln Presion Atmosferica 6.600 6.500

f(x) = - 0x + 6.63 R² = 1

6.400 Ln de Presion Atmosferica (mm Hg)

6.300 6.200 6.100 6.000 0

1000

2000

3000

4000

Altura (m)

2.- Con base a la ecuación siguiente, dada por el texto Fisicoquímica de Castellán, calcular la presión atmosférica a 2550 metros sobre el nivel del mar.

P=P0 e

P=760 mm Hg∗e

−Mgz RT

m −0,02846 Kg∗9,8 ∗2550m s J 8,314 ∗293,15 K mol K

P=567,65 mm Hg 3.- A qué altura sobre el nivel del mar, la presión atmosférica es prácticamente igual a cero. La presión a nivel del mar es de 760 mm pero esta cantidad va disminuyendo a medida que se asciende sobre la superficie terrestre, debido a que la masa de aire es menor. El enrarecimiento progresivo del aire al aumento de la altitud fue descrito 58 años antes que Pascal por el español José de Acosta, al atribuir la "sutilidad atmosférica" al mal de montaña. Cerca de la superficie terrestre, en las capas más bajas, la disminución de la presión respecto a la altura es de aproximadamente 1hPa cada 8 m. Esta relación va disminuyendo a medida que la altura crece.

P=P0 e

−Mgz RT

z=

P RT ∗ln 0 gM P

( )

No existe ln 0 asique trabajaremos con una altura de 0, 1 m para ver una aproximacion

J ∗293,15 K mol K 760 mm Hg ∗ln m 0,1mmHg 9,8 ∗0,02846 Kg s

8,314 M=

(

)

M =78086,76 m 4.- Qué es la humedad relativa? Es el cociente en la humedad absoluta y la cantidad máxima de agua que ite el aire por unidad de volumen. Se mide en tantos por ciento y está normalizada de forma que la humedad relativa máxima posible es el 100%. Una humedad relativa del 100% significa un ambiente en el que no cabe más agua. El cuerpo humano no puede transpirar y la sensación de calor puede llegar a ser asfixiante. Corresponde a un ambiente húmedo. Una humedad del 0% corresponde a un ambiente seco. Se transpira con facilidad 5.- Cómo se determina la “humedad relativa” en laboratorio. La humedad relativa es la humedad que contiene una masa de aire, en relación con la máxima humedad absoluta que podría itir sin producirse condensación, conservando las mismas condiciones de temperatura y presión atmosférica. Esta es la forma más habitual de expresar la humedad ambiental. Se expresa en tanto por ciento. Un termohigrógrafo utilizado para medir sobre una banda de papel la temperatura de bulbo seco y la humedad relativa. Registradores de presión/temperatura y de humedad relativa 6.- A 60 ˚C, la presión de vapor de equilibrio del agua es 0.197 atm. ¿Qué volumen ocupa una mezcla de aire húmedo a 60 ˚C si la humedad relativa es del 100 %. Y qué fracción del agua se condensará si la presión total de la mezcla aumenta isotérmicamente hasta 200 atm. (Problema 2.11 Castellan)

%HR=

%HR=

100∗0,120 atm 0,197 atm

%HR=60,9137

100∗P vap Muestra Pvap Saturada

X mol de H 2 O condensada=

0,032 mol ∗100 0,12 mol

X mol de H 2 O condensada=26,67

X mol de H 2 O gas=

0,088 mol ∗100 0,12 mol

X mol de H 2 O gas=73,33