Entalpía de vaporización de un alcohol

Ríos Melany, Patiño Tatiana & García Manuel

Universidad Autónoma de Chiriquí – Facultad de Medicina- Escuela de Medicina

Fisicoquímica

Resultados

Discusión

Según (Sears, F. Zemansky, M. 1982): “La entalpía de vaporización o calor de vaporización es la cantidad de energía necesaria para que la unidad de masa de una sustancia que se encuentre en equilibrio con su propio vapor a una presión de una atmosfera pase

completamente del estado líquido al estado gaseoso. Generalmente se determina en el punto de ebullición de la sustancia y se corrige para tabular el valor en condiciones normales”

En este caso el líquido puro utilizado fue el 1-propanol con el cual se quería demostrar la entalpía de vaporización de acuerdo a su transformación a vapor, según la variación de su temperatura. De acuerdo a la cita anterior se puede deducir que el cambio que sufrió el 1-propanol de estado líquido a estado gaseoso se debe a la absorción de energía térmica. También, según (Aguilera, J.): “Una relación termodinámica exacta entre el calor latente de vaporización, la presión de vapor y la temperatura, está dada por la ecuación de Clapeyron, donde: es el calor latente de vaporización el que determina el cambio de volumen desde el líquido saturado a vapor saturado.” Sin embargo, para el cálculo de la entalpía de vaporización se utilizó una analogía de la ecuación de Van’t Hoff derivada de la ecuación de Arrhenius. “La ecuación de Arrhenius es una expresión matemática que se utiliza para comprobar la dependencia de la cinética de una reacción química con respecto a la temperatura a la que se lleva a cabo la reacción.” (Burns, R. 2003)

“La vaporización es el proceso por el cual las moléculas de un líquido se desprenden y pasan a la fase gaseosa. La rapidez de evaporación de un líquido depende de la temperatura de este y la cantidad de área superficial expuesta.

Cuando se coloca un líquido en un recipiente abierto, la presión atmosférica se opone al escape de moléculas del líquido. Al calentar el líquido, la presión de vapor aumenta. Si el calentamiento continúa, la presión de vapor terminará por igualar la presión atmosférica, y en la temperatura en que esto ocurra el líquido comenzará a hervir. Durante la ebullición, la vaporización se lleva a cabo no solo en la superficie, sino además en la masa del líquido, donde se forman burbujas de vapor que suben a la superficie. El punto de ebullición de un líquido es la temperatura a la cual su presión de vapor iguala la presión atmosférica.” (Burns, R. 2003)

El texto citado arriba se pudo comprobar gracias a las mediciones realizadas (Tabla 1); que demostraron que una fracción mayor de las moléculas del 1-propanol tuvieron la energía cinética necesaria para escapar del líquido, de manera que la evaporización es más rápida a medida que se va aumentando la temperatura requiriendo así de un menor tiempo.

Los resultados experimentales fueron exitosos al momento de demostrar que a medida que la temperatura aumenta el alcohol se evapora en un menor tiempo. Con los resultados obtenidos del primer y segundo juego de medidas mostrados en la Tabla 1 se calculó la entalpía de vaporización del alcohol para cada uno y luego se sacó un promedio del ΔH de vaporización del 1-propanol el cual fue de 35,50 (kJ/mol) con esto podemos decir que es una reacción endotérmica ya que el ΔH fue positivo. El porcentaje de error dio 25,2 % debido a que el valor teórico del ΔH de la vaporización del 1-propanol es de 47,45 (kJ/mol) el cual es más alto que el valor experimental obtenido.

La desviación estándar tuvo un resultado de 4,30 y el coeficiente de variación fue de 12,1% lo que nos indica que la concentración de los valores del ΔH estuvieron un poco alejados de los datos reales y que el conjunto de datos presentó una desviación de valores significativa, respectivamente.

El gráfico 1 muestra la relación entre logaritmo natural del inverso del tiempo versus el inverso de la temperatura de ambos conjuntos de datos, se obtuvo una línea recta para los dos, cuyas pendientes negativas son iguales a la variación de la entalpía de vaporización dividida entre la constante de los gases.

Entre las posibles causas de error se encuentran: la cercanía del termómetro a la fuente de calor y la escala del termómetro utilizado la cual era de 1°C en vez de 0,1°C. Que la escala del termómetro fuera de 1°C dificulto la medida de la temperatura ya se podría haber obtenido una medida más precisa. Además, otro error podría ser que no se trabajó en condiciones normales por lo que el porcentaje de error fue alto.

Conclusiones

Bibliografía

Sears, F. Zemansky, M. (1982). Entalpía de vaporización. University Physics. Addison-Wesley Publishing Company, Sixth ed.Recuperado de: https://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa_de_vaporizaci%C3%B3n

Aguilera, J. Determinación de calores latentes de vaporización de sustancias puras y de solución de multicomponentes. Universidad de Oriente. Recuperado de: http://ojs.uo.edu.cu/index.php/tq/article/viewFile/1817/1364

Burns, R. (2003). Líquidos y sólidos: Vaporización y condensación. Fundamentos de química. México: Editorial Pearson educación.