LABORATORIOS DE QUÍMICA GENERALINFORMES ESCRITOS

PROPIEDADES DE LOS LIQUIDOS.

María Angelica Gomez Contreras, Edel Elías Madrid Arroyo. Ingeniería biológica-1 semestre, Ingenieria Fisica-1 semestre

maagomezco@unal.edu.co - eemadrida@unal.edu.co.

RESUMEN

Se realizaron varios cálculos con diferencias sustancias pretendiendo hallar las propiedades de los líquidos. Se determinó la presión de vapor del agua y del hexano, calentando la muestra problema al baño María, se identificó la temperatura y el desplazamiento del agua cada vez que la columna del líquido ascendió. Para hallar la tensión superficial de la glicerina, agua, etanol, tolueno y hexano, utilizamos el método del capilar. También se midió la viscosidad del agua y la glicerina, succionando el líquido problema hasta que ascienda y permitir el flujo del líquido midiendo el tiempo que utiliza el líquido en pasar hasta un punto determinado.

INTRODUCCIÓNEl líquido es un estado de agregación de la materia en forma de fluido altamente incompresible (lo que significa que su volumen es, muy aproximadamente, constante en condiciones de temperatura y presión moderadas). Estos poseen propiedades tales como la presión de vapor (es la presión de la fase gaseosa o vapor de un sólido o un líquido sobre la fase líquida, para una temperatura determinada, en la que la fase líquida y el vapor se encuentra en equilibrio dinámico; su valor es independiente de las cantidades de líquido y vapor presentes mientras existan ambas), punto de ebullición (temperatura a la cual la presión de vapor de un líquido iguala la presión atmosférica o la presión del medio circundante), tensión superficial (fuerza de atracción intermolecular en los líquidos que tiende a impedir que las moléculas que están en la superficie, pases a la fase gaseosa) y la viscosidad (medida de la resistencia al desplazamiento de un fluido (ya sea gas o líquido). A continuación encontrará una guía experimental con una serie de procedimientos y resultados que darán a saber estas características en determinadas sustancias.

En esta práctica se pretende hallar algunas de las propiedades de los líquidos de las muestras problema, diferenciando, analizando y determinando cuáles son las causas de estas propiedades.También se pretende determinar la viscosidad de dos líquidos puros utilizando el viscosímetro de Ostwald y reconocer los factores que sobre ella influyen. Para determinar la tensión superficial de cinco líquidos puros lo hacemos mediante el método de ascensión capilar.

METODOLOGÍA

Comparar la presión de vapor del agua y hexano.

1. Se colocó en un Erlenmeyer la muestra (agua o hexano) y se llevó a un baño de María.

2. Se conectó el Erlenmeyer al tubo en jota mediante un tapón y un trozo de manguera látex, igualando las alturas de los niveles del líquido (agua o hexano) en cada rama.

3. Se calcula la presión del líquido en mm hg mediante la fórmula:

P (mm hg)* δ Hg= H (mm H2O)* δ H2O

Donde δ Hg=13,6g/cm3 y δ H2O=1g/cm3.

Medida de la tensión superficial.

4. Se tomó un tubo pequeño de fondo plano, se adiciona agua hasta la mitad aproximadamente, se introduce un capilar limpio y seco dentro del líquido, permitiendo que el líquido ascienda a través de él.

5. Se saca el capilar sin tapar ninguna de sus bocas y se mide la altura h que alcanzo a subir el líquido en el capilar.

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6. Se realizó este mismo procedimiento para glicerina, agua, etanol, tolueno y hexano.

7. Se determina la tensión superficial de cada uno de los líquidos como una medida relativa a la tensión superficial del agua.

Medida de la viscosidad:1. Se adiciona el liquido problema en un

viscosímetro de Ostwald hasta llenar el bulo A

2. Se succiona hasta que el líquido ascienda.

3. Se permite el flujo del líquido y se mide el tiempo que utiliza el líquido en pasar de la marca a hasta la marca b.

4. Se repite por triplicado y se registra los datos.

RESULTADOS

2.1 Registrar los datos de temperatura de la presión de vapor del agua y del hexano.

P (mm Hg) x δHg = h (mm H2O) x δ H2OδHg=13.6g/cm3 δ H2O=1g/cm3

Tabla 1. Presión de la columna de agua, desplazada por la presión de vapor de agua y hexano, a diferentes temperaturas.AGUA

T (°C) h (mm H2O) P (mm Hg)26 0 0,07331 20 1,07335 40 2,94138 60 4,41142 80 5,88245 100 7,35248 120 8,82350 140 10,294

P (mm Hg) x δHg = h (mm H2O) x δ H2OδHg=13.6g/cm3 δ H2O=1g/cm3

P (mm Hg) = h (mm H2O) x δ H2O δHg

P (mm Hg) = 0mm x 1g/cm 3 = 0,073 mm Hg 13.6g/cm3

P (mm Hg) = 20mm x 1g/cm 3 = 1,073 mm Hg 13.6g/cm3

P (mm Hg) = 40mm x 1g/cm 3 = 2,941 mm Hg 13.6g/cm3

P (mm Hg) = 60mm x 1g/cm 3 = 4,411 mm Hg 13.6g/cm3

P (mm Hg) = 80mm x 1g/cm 3 = 5,882 mm Hg

13.6g/cm3

P (mm Hg) = 100mm x 1g/cm 3 = 7,352 mm Hg 13.6g/cm3

P (mm Hg) = 120mm x 1g/cm 3 = 8,823 mm Hg 13.6g/cm3

P (mm Hg) = 140mm x 1g/cm 3 = 10,294 mm Hg 13.6g/cm3

HEXANOT (°C) h (mm H2O) P (mm Hg)

26 0 0,07328 20 1,073

30,5 40 2,9413 60 4,411

35 80 5,88236 100 7,35238 120 8,82340 140 10,294

P (mm Hg) = h (mm H2O) x δ H2O δHg

P (mm Hg) = 0mm x 1g/cm 3 = 0,073 mm Hg 13.6g/cm3

P (mm Hg) = 20mm x 1g/cm 3 = 1,073 mm Hg 13.6g/cm3

P (mm Hg) = 40mm x 1g/cm 3 = 2,941 mm Hg 13.6g/cm3

P (mm Hg) = 60mm x 1g/cm 3 = 4,411 mm Hg 13.6g/cm3

P (mm Hg) = 80mm x 1g/cm 3 = 5,882 mm Hg 13.6g/cm3

P (mm Hg) = 100mm x 1g/cm 3 = 7,352 mm Hg 13.6g/cm3

P (mm Hg) = 120mm x 1g/cm 3 = 8,823 mm Hg 13.6g/cm3

P (mm Hg) = 140mm x 1g/cm 3 = 10,294 mm Hg 13.6g/cm3

2.4 Documente las alturas presentadas en los capilares, de la glicerina, el agua, el etanol, el tolueno, y el hexano evaluadas en la medición de la tensión superficial.

hglicerina 0,025 metroshagua 0,028 metroshetanol 0,01 metroshtolueno 0,01 metroshhexano 0,011 metros

2.5 Calcule la tensión superficial de la glicerina, el agua, el etanol, el tolueno y el hexano, expresado en Julio/m2. Realice la determinación de la tensión superficial de cada uno de los líquidos muestra como una medida relativa a la tensión superficial del agua.

Var anexo 1 Tabla 2

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γglicerina = hglicerina x δglicerina x γagua. Hagua x δagua

γagua =72,9x10-3 J/m2 δagua = 1g/cm3

γ= (rxhxδxg)/2r=1,15mm x 1cm x 1m = 0,001m 10mm 100cmGlicerina: δ =1,260g x 1kg x 1000000cm 3 = 1260Kg/m3

cm3 1000g 1m3

γ= (rxhxδxg)/2γ= (0,001m x 0,025m x 1260kg/m3 x 9,8m/s2)/2γ= 0,15J/m2

%E= 63.4x10 -3 -0,15 x 100 =- 136.5% 63.4x10-3

γglicerina = hglicerina x δglicerina x γagua. Hagua x δagua

γglicerina = 0,025m x 1,260g/cm 3 x (72,9x10 -3 J/m 2 ) . 0,028m x 1g/cm3

γglicerina =0,082 J/m2

%E= 63,4x10 -3 -0,082 x 100= -0,29% 63,4x10-3

Agua: δ= 1g x 1kg x 1000000cm 3 = 1000Kg/m3

cm3 1000g 1m3

γagua = hagua x δagua x γagua. Hagua x δagua

γagua = 0,028m, x 1g/cm 3 x (72,9x10 -3 J/m 2 ) . 0,028m x 1g/cm3

γagua =0,073 J/m2

%E= 72.9x10 -3 -0,073 x100=-0,13% 72,9x10-3

γ= (rxhxδxg)/2γ= (0,001m x 0,028m x 1000kg/m3 x 9,8m/s2)/2γ= 0,13J/m2

%E=72,9x10 -3 -0,13 x100=-78.32% 72,9x10-3

Etanol:δ= 0,789g x 1Kg x 1000000cm 3 = 789 Kg/m3

cm3 1000g 1m3

γetanol = hetanol x δetanol x γagua. Hagua x δagua

γetanol = 0,01m, x 0,789g/cm 3 x (72,9x10 -3 J/m 2 ) . 0,028m x 1g/cm3

γetanol =0,020 J/m2

%E= 22,3x10 -3 -0,020 x100=10,31% 22,3x10-3

γ= (rxhxδxg)/2γ= (0,001m x 0,01m x 789kg/m3 x 9,8m/s2)/2γ= 0,038J/m2

%E=22.3x10 -3 -0,038 x100= 70,4% 22,3x10-3

Tolueno:δ= 0,867g x 1Kg x 1000000cm 3 = 867Kg/m3

cm3 1000g 1m3

γtolueno = htolueno x δtolueno x γagua. Hagua x δagua

γtolueno = 0,01m, x 0,867g/cm 3 x (72,9x10 -3 J/m 2 ) . 0,028m x 1g/cm3

γetanol =0,022 J/m2

%E= 28,5x10 -3 -0,022 x100=22,8 28,5x10-3

γ= (rxhxδxg)/2γ= (0,001m x 0,01m x 867kg/m3 x 9,8m/s2)/2γ= 0,042J/m2

%E=28.5x10 -3 -0,042 x100=47,3% 28,5x10-3

Hexano:δ =0,660g x 1Kg x 1000000cm 3 = 660Kg/m3

cm3 1000g 1m3

γhexano = hhexano x δ hexano x γ agua. Hagua x δagua

γtolueno = 0,011m, x 0,660g/cm 3 x (72,9x10 -3 J/m 2 ) . 0,028m x 1g/cm3

γetanol =0,018 J/m2

%E= 18,4x10 -3 -0,018 x100=2,17% 18,4x10-3

γ= (rxhxδxg)/2γ= (0,001m x 0,011m x 660kg/m3 x 9,8m/s2)/2γ= 0,035J/m2

%E=18,4x10 -3 -0,035 x100=-90,2% 18,4x10-3

Tabla 3. Medidas en la determinación de la viscosidad relativa de Glicerina

Compuesto Tiempo (s) Tiempo Promedio (s)

Agua H2o1,07

1,021,011,00

Glicerina C3H8O3 195,68 195,89196,10

T. Promedio: 1,07+1,01+1=1,02 195,68+196,10=195,89 3 2

2.9 Calcule la viscosidad relativa de la glicerina y determine cuál es el porcentaje de hidratación de la muestra.

Ƞglicerina/ƞagua= (δglicerinaXtglicerina)/(δaguaXtagua)δglicerina=1,26g/cm3

δagua=1g/cm3

ƞagua=1,002 centipoises

Ƞglicerina= (δglicerinaXtglicerina)xƞagua

(δaguaXtagua)Ƞglicerina= 1,26g/cm 3 x20°C x 1,002 centipoises 1g/cm3x20°CȠglicerina= 1,262 centipoises

CONCLUSIONES

Se pudo concluir y analizar algunas propiedades de los líquidos (presión de vapor, punto de ebullición, tensión

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superficial y viscosidad) en diferentes líquidos como agua, glicerina, hexano, etanol y tolueno, y la relación que tienen estas propiedades con las fuerzas intermoleculares. También se aprendió a como calcular las medidas estas propiedades y a tener más claridad

acerca del concepto experimental. Y tener una noción de por qué los diferentes líquidos se comportan como lo hacen.

ANEXO 1

Tabla 2. Medidas relativas y absolutas de tensión superficial vs. Valores teóricos

SUSTANCIA DATOS TEORICOSDATOS EXPERIMENTALES

Tensión superficial (J/m2) y % de error asociadoδ (g/cm3)* γ (J/m2)* γ relativa Error (%) γ* absoluta Error (%)

Agua 1,00 72,9 E-3Glicerina 1,260 63,4 E-3Etanol 0,789 22,3 E-3Tolueno 0,867 28,5 E-3Hexano 0,660 18,4 E-3

* Datos a 20° C

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