Practica 1 - Hervir agua con hielos PDF

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Hervir agua con hielos...

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PRÁCTICA #1 Hervir agua con hielos En esta práctica podremos ver de una manera didáctica cómo es que la presión de un ambiente influye en la temperatura de ebullición del agua. Esto se logrará al llevar agua a su punto de ebullición al ponerle hielos al recipiente donde está.

1. REPORTE PREVIO a. ¿Cómo se define la presión de vapor? La presión vapor es la presión la cual se ejerce sobre su líquido en un sistema cuando este se encuentra en equilibrio, esto quiere decir que la velocidad con la que se hierve el líquido es la misma que cuando se condensa b. ¿Qué es la temperatura de ebullición? La temperatura de ebullición es en la cual una sustancia transiciona de estado líquido a vapor, esto ocurre cuando la presión vapor de del líquido es igual a la presión del ambiente que lo rodea. c. ¿A qué temperatura hierve el agua en tu ciudad? En Guadalajara, Jalisco el agua hierve a aproximadamente entre 94 ∘ C y

95 ∘C

d. Dibuja el diagrama de fases del agua y copia la tabla 5.3 de la presión de vapor del agua con respecto a la temperatura en tu bitácora, de tu libro de texto (ver referencia).

Figura 1: Diagrama de fases del agua Temperatura en ∘C

Presión vapor del agua (mmHg)

0

4.58

5

6.54

10

9.21

15

12.79

20

17.54

25

23.76

30

21.82

35

42.18

40

55.32

45

71.88

50

92.51

55

118.04

60

149.38

65

187.54

70

233.7

75

289.1

80

355.1

85

433.6

90

525.76

95

633.90

100

760

2. INTRODUCCIÓN El objetivo de esta práctica es ver cómo afecta la presión en el cambio de temperatura de ebullición, esperamos ver que el agua dentro de la botella comience a hervir al momento de generar un cambio de temperatura y presión. Como se puede observar en la tabla de presión de vapor del agua con respecto a la temperatura la presión vapor del agua va aumentando conforme a la temperatura. Si tomamos en cuenta que la temperatura y el volumen fueran constantes podríamos aplicar la ley de los gases ideales.

PV =n RT Ecuación 1: gases ideales Donde P es la presión, V es el volumen, n son los moles, R la constante de los gases ideales y T la temperatura.

Al analizar el diagrama de fases de agua podemos ver que entre menos presión haya en un ambiente menor será la temperatura necesaria para hervir el agua y viceversa. 3. DESARROLLO DEL EXPERIMENTO El primer paso para realizar esta práctica es recabar todos los materiales: agua, hielos, un recipiente para hervir agua, y una botella de vidrio con tapa. (Figura 1)

Figura 1: Materiales del experimento Posteriormente se debe llenar la botella de vidrio a ¾ de su capacidad, en mi caso la botella era de 500ml, así que la llené 375 ml. (Figura 2). Después de eso pasé los 375 ml de agua a mi recipiente y la calenté hasta alcanzar su punto de ebullición. (Figura 3).

Figura 2: Botella de vidrio con 375 ml de agua

Figura 3: Recipiente con agua hirviendo. Posteriormente a que el agua comenzará a hervir con mucho cuidado volví a vaciar el agua hacia la botella de vidrio, en seguida tapé la botella y la voltee con la base hacia arriba (Figura 4).

Figura 4: botella de vidrio volteada Una vez que se tiene la botella en esa posición proseguí a colocar hielos en la parte de arriba de la botella, casi al instante de hacer esto el agua dentro de la botella comenzó a hervir de nuevo, creando burbujas dentro de la botella (Figura 6).

Figura 6: Botella con agua comenzando a ebullir 4. PRESENTACIÓN, ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS Como resultado de esta práctica podemos afirmar que al someter a un cambio de temperatura la botella con el agua caliente esta empieza a hervir. Como se muestra en la figura 6, la ebullición del agua no es muy notable, apenas y se pueden ver las burbujas de aire que se estaban creando. Esto podría ser ocasionado por muchos factores; por ejemplo que la botella haya tenido mucho aire o que el agua no haya estado lo suficientemente caliente etc. Pero pudimos ver que el agua empezaba a hervir. 5. CONCLUSIONES El agua en la botella logró hervir debido a que cuando se puso el hielo este se comenzó a derretir y caer por las paredes de la botella, causando así que el vapor de agua dentro de la botella se condensa, de esta manera el gas en la botella fue disminuyendo y por ende la presión también. Como se puede ver en el diagrama de fases entre menor sea la presión menor será la temperatura necesaria para ebullir el agua, así que al bajar la presión el agua caliente bajó su punto de ebullición a tal que esta comenzó a hervir de nuevo sin haber alcanzado los 94 ∘ C - 95 ∘C que se requieren aquí en Guadalajara. A falta de termómetro no se pudo medir la temperatura a la que estaba hirviendo el agua pero tomando en cuenta que estaba recién hervida se puede estimar que estaba a una temperatura de entre 85 ∘C y 90 ∘C . Por lo tanto, basándonos en la tabla de la presión de vapor del agua con respecto a la temperatura se estima que la presión vapor dentro de la botella estaba entre 433.6 y 525.76 mmHg. 6. BIBLIOGRAFÍA ● ● ●

Atarés Huerta, L. M. (2016). Diagrama de fases de una sustancia pura. El agua. Chang, R. y Goldsby, K.A. (2013). “Química”, Undécima edición, Mc Graw Hill, México, 2013. EcuRed.(s.f). Presión Vapor. Recuperado de: https://www.ecured.cu/Presi%C3%B3n_de_vapor...