Cambios de fase y descenso ebulloscópico.

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Material experimental. Introducción teórica. Realización práctica. Parte 1: Cambios de fase. Parte 2: Descenso ebulloscópico. Precauciones a tener con la práctica.

Agregado: 22 de JULIO de 2003 (Por Michel Mosse) | Palabras: 687 | Votar | Sin Votos | Sin comentarios | Agregar Comentario
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Cambios de fase y descenso ebulloscópico

Material experimental

Para llevar a cabo esta práctica se requiere

Infiernillo
Vaso de precipitados
Termómetro
Cronómetro
Agua y un soluto. ( $CuSO_4\cdot 5H_2O$ ).
Balanza y pesas.

Introducción teórica

A medida que se va calentando un compuesto, sea sólido o líquido, su temperatura aumenta conforme a las leyes de la calorimetría, de tal forma que si se suministra un calor a una sustancia tendremos que

$\begin{displaymath}Q=mC\Delta T\end{displaymath}$

donde es la cantidad de masa de la sustancia, $\Delta T$ la variación de su temperatura y una constante que se conoce con el nombre de calor específico y cuyas unidades pueden ser Julios/�C kg o similares.

Esto significa que, a medida que se calienta una sustancia con una cantidad de calor constante, su temperatura aumenta de forma lineal. No obstante, puede ser que esta sustancia alcance su punto de vaporización. En ese caso la temperatura permanece constante en tal punto hasta que toda la sustancia se evapora.

Dicho punto de vaporización depende de la presión atmosférica y de la ``pureza'' del líquido que se evapore. Quiere esto decir que si en vez de agua destilada, se evapora agua con un cierto soluto, el punto de ebullición descenderá según la ley

$\begin{displaymath}\Delta T_e = C m\end{displaymath}$

donde es la molaridad de la disolución y la constante es una expresión complicada, pero que puede considerarse constante.

Realización práctica

Parte 1: Cambios de fase

Vamos a verter una cierta cantidad de agua en el vaso de precipitados. Para medir su masa es conveniente pesar primero el vaso vacío y después lleno de agua. La diferencia de peso será la masa de agua.
Pon el vaso encima del infiernillo y mete dentro el termómetro. Espera un rato para medir la temperatura del agua. Apunta esta.
Enciende el infiernillo y vete observando la temperatura del termómetro a intervalos regulares. (cada 10 o 15 segundos, apunta el tiempo que discurre y su temperatura).
Habrá un momento en que el agua empiece a hervir. Haz tres o cuatro mediciones más con el termómetro y apaga el infiernillo. Si quieres puedes seguir haciendo mediciones con el infiernillo apagado, verás que la temperatura del termómetro empieza a descender lentamente.
Representa todos los datos en datos en papel milimetrado. Cerciórate de que hay partes en las cuales los puntos se pueden unir con una recta, y otras partes en las cuales dicha recta es horizontal. ¿Cuáles son esas partes?.
Revisa los conocimientos de este año y de años anteriores e intenta dar una explicación a estos hechos. Anota todos los datos en tu guión de prácticas junto con la explicación (y la bibliografía de la que la obtienes).

Parte 2: Descenso ebulloscópico

Pon ahora a hervir agua con un soluto disuelto en ella. Por ejemplo puedes utilizar la muestra de $H_2SO_4\cdot 5H_2O$ (calcantita o sulfato de cobre) que tienes.
Vete anotando las temperaturas a intervalos regulares, igual que antes.
Cuando empiece a hervir toma unas mediciones más de la temperatura.
Representa los datos y compáralos con la experiencia anterior: deberás observar un fenómeno algo diferente.
Explica en qué consiste dicho fenómeno y busca en algún libro (quizás de algún año anterior o de este mismo) qué ha sucedido. Acompaña tu explicación en el guión de prácticas con los datos que has tomado.
¿Serías capaz de idear un procedimiento experimental para medir la constante en la fórmula $\Delta T_e=C m$ . Intenta explicar cómo lo harías. Si estás animado proponselo al profesor y hazlo en el laboratorio.

Precauciones a tener con la práctica

Si bien esta práctica no es peligrosa habrás de tener algunas precauciones para evitar accidentes e imprevistos:

No toques los líquidos ni el infiernillo: quemarán.
Ten cuidado al enchufar y desenchufar el infiernillo: los cables están sueltos y pueden hacer un cortocircuito.
No viertas agua sobre el infiernillo: puede cortocircuitar éste.
El sulfato de cobre es venenoso: manipúlalo con precaución y luego lávate las manos.
No dejes nunca que se evapore todo el líquido del vaso de precipitados, apágalo antes: si se evaporase el termómetro reventaría y el vaso de precipitados también, y este material es delicado.
Trata el termómetro y el vaso de precipitados con cuidado: son bastante frágiles.