UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MORELOS

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS E INGENIERÍA

“Práctica Ecuación de Antoine”

Laboratorio de: Termodinámica “C” EQUIPO: 7

INTEGRANTES:

Bolaños Alva Eduardo

Monge Morales Vicencio

Moreno Payán Bertha Esmeralda

Rivera Morales Alfredo Daniel

04 / 11 / 15

OBJETIVO.

Determinar de manera experimental el punto de ebullición de agua y alcohol etílico

y comparar con el valor calculado mediante la ecuación de Antoine.

INTRODUCCIÓN.Ecuación de Antoine.

Los químicos a menudo utilizan la ecuación de Clausius-Clapeyron para estimar las presiones de vapor de los líquidos puros o sólidos. Varios de los supuestos realizados en la derivación de la ecuación fallan a alta presión y cerca del punto crítico, y en esas condiciones la ecuación de Clausius-Clapeyron dará resultados inexactos. Los químicos todavía usan la ecuación porque es lo suficientemente bueno en la mayoría de las aplicaciones y porque es fácil de deducir y justificar teóricamente.

A veces necesitan estimaciones de presión de vapor más más fiables. La ecuación de Antoine es un simple parámetro de ajuste a presiones de vapor experimentales medidos durante un intervalo de temperatura restringida:

ln Psat .=A− BC+T sat

(1)

Donde:

A, B, y C son "coeficientes Antoine" que varían de una sustancia a otra.

Tsat Temperatura de saturación (K).

Psat Presión de saturación (mmHg)

Despejando para obtener la temperatura de saturación se tiene:

T sat .= BA−ln Psat .

−C (2)

MATERIAL.

Matraz kitasato. Termómetro. Parrilla. Tapón para el matraz Tubo para aislar el termómetro.

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CONDICIONES DEL EXPERIMENTO.

Patmosférica 611 mmHg.

Temperatura 20°C.

PROCEDIMIENTO.

1. Tal como se ve en la figura 1, se colocó en el matraz kitasato 25 ml de agua, después se puso el tapón con el termómetro situado de tal forma que no toque el fondo del matraz y que el líquido cubrió el bulbo del termómetro.

Figura 1. Matraz kitasato con agua y con la tapa en conjunto con el termómetro colocado.

2. Tal se observa en la figura 2, se plantó el matraz en la parrilla, y se calentó la parrilla a unos 160 °C.

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Figura 2. Matraz sobre la parrilla.

3. Como se demuestra en la figura 3, se puso alrededor del termómetro el tubo de aislamiento. Además desde el momento en el que se prendió la parrilla, se realizaron lecturas de temperatura cada 3 minutos hasta que las lecturas empezaron a tener un valor constante.

Figura 3. Matraz con el agua calentándose.

4. Al terminar las lecturas de temperatura con agua, repetir los pasos del 1 al 3 con etanol.

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RESULTADOS.

En la tabla 1 se muestran las lecturas de temperatura del etanol al calentarse.

Tabla 1. Lecturas de la temperatura del etanol a distinto tiempos.

Tiempo (min) Temperatura ºC

0 202 314 396 448 4810 5012 5314 5516 5818 6120 6222 6324 6426 6528 6730 6932 7134 7436 7738 7740 77

5

La figura 4 representa la gráfica de la curva de saturación con respecto al tiempo.

Figura 4. Gráfica de la curva de la temperatura del etanol.

Para el etanol:

Tsatmedida = 77 ° C.

Tsatcalculada = 73 ° C.

%error relativo = 5.47%.

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En la tabla 2 se muestran las lecturas de temperatura del agua al calentarse.

Tabla 2. Lecturas de la temperatura del agua a distinto tiempos.

La figura 5 representa la gráfica de la curva de saturación con respecto al tiempo.

Figura 5. Gráfica de la curva de la temperatura del agua.

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Tiempo (min) Temperatura ºC0 203 316 449 5012 6015 67.518 7321 7724 8027 8430 8533 8636 9139 9542 9545 95

Para el agua:

Tsatmedida = 95 ° C.

Tsatcalculada = 94 ° C.

%error relativo = 1.06%.

CONCLUSIÓN.

Mediante la praxis, se comprobó que la ecuación de Antoine da un valor aproximado de la temperatura de saturación obtenida de manera experimental; siendo que para el etanol Tsat

medida = 77 ° C, Tsatcalculada = 72 ° C con un error relativo

% = 5.47%; y para el agua Tsatmedida = 95 ° C, Tsat

calculada = 94 ° C con un error relativo% = 1.06%.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

Smith J.M, Van Ness H.C, Abbott M.M. “Introducción a la termodinámica en Ingeniería Química”. Editorial Mc Graw Hill, 7a edición 2007.

Lewis, M. (27 de Julio de 1999). General Chemistry Online. Recuperado el 1 de Noviembre de 2015, de What is the Antoine equation?: http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/liquids/faq/antoine-vapor-pressure.shtml.

ANEXOS.

Cálculo de la temperatura de saturación del etanol.

Sustituyendo en la ecuación 2 con los valores:

A=18.5242

B=3578.91

C=-50.50

Psat=611 mmHg.

Se tiene:

T sat= 3578.9118.5242− ln (611 )

+50.50

T sat=346.06 ° K

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T sat=72.91 °C ≈73 ° C

Error relativo%=|Tmedido−T calculadoTcalculado |×100 % (3)

Error relativo%=|77−7373 |×100 %=5.47 %

Cálculo de la temperatura de saturación del agua.

Sustituyendo en la ecuación 2 con los valores:

A=18.3036

B=3816.44

C=-46.13

Psat=611 mmHg.

Se tiene:

T sat= 3816.4418.3036−ln (611)

+46.13

T sat=367 .14 ° K

T sat=93.99°C≈94 ° C

Error relativo%=|Tmedido−T calculadoTcalculado |×100 % (4)

Error relativo%=|95−9494 |×100 %=1.06 %

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