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=P0e−MgzRT

Altura (m) Presion (mm hg)

Ln Presión

1000 677,82 6,5191500 640,13 6,4622000 604,53 6,4042500 570,91 6,3473000 539,16 6,2903500 509,18 6,233

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40000

100

200

300

400

500

600

700

800

f(x) = − 0.0674131428571429 x + 741.967904761905R² = 0.99825923924286

Altura Vs Presion Atmosferica

Altura (m)

Pres

ion

Atm

osfe

rica

(mm

Hg)

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40006.0506.1006.1506.2006.2506.3006.3506.4006.4506.5006.550

f(x) = − 0.000114434133024516 x + 6.63331844660717R² = 0.999999999185474

Altura Vs Ln Presion Atmosferica

Altura (m)

Ln d

e Pr

esio

n A

tmos

feric

a (m

m H

g)

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=P0e−MgzRT

P=760mmHg∗e

−0,02846 Kg∗9,8 ms∗2550m

8,314J

mol K∗293,15K

P=567,65mmHg

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=P0e−MgzRT

z= RTgM

∗ln( P0

P )Noexiste ln 0 asi que trabajaremosconunaaltura de0 ,1m paraver unaaproximacion

M=8,314

Jmol K

∗293,15K

9,8ms∗0,02846Kg

∗ln( 760mmHg0,1mmHg )

M=78086,76m

4.- Qué es la humedad relativa?

Es el cociente en la humedad absoluta y la cantidad máxima de agua que admite 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 admitir 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=100∗PvapMuestra

Pvap Saturada

%HR=100∗0,120atm0,197atm

%HR=60,9137 %

X mol de H 2Ocondensada=0,032mol0,12mol

∗100

X mol de H 2Ocondensada=26,67 %

X mol de H 2O gas=0,088mol0,12mol

∗100

X mol de H 2O gas=73,33 %