“AÑO DE LA CONMEMORACIÓN DE LOS 450 ANIVERSARIO DE LA U.N.M.S.M.”

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

(UNIVERSIDAD DE PERÚ, DECANA DE AMÉRICA)

CURSO: LABORATORIO DE FÍSICA II

PROFESOR: OCTAVIO FASHE

RAYMUNDO

TEMA:“FUSION Y SOLIDIFICACION DE LA NAFTALINA.”

NOMBRE DE LAS IMNTEGRANTES

CHAVEZ HUAROTE SELMA PONCE RAMÍREZ YANIRA VALLEBUONA PEÑA MELISSA

2001-II

OBJETIVO

- Determinar el punto de fusión y de

solidificación de la naftalina.

FUNDAMENTO TEÓRICO

Al cambio de estado de sólido a líquido se le

denomina fusión, la temperatura asociada a

este cambio de le denomina punto de fusión.

Al cambio de estado de líquido a sólido se le

denomina solidificación, la temperatura asociada

a este cambio se le denomina punto de

solidificación.

En estos cambios de estado necesariamente

existe una energía térmica que es absorbida o

desprendida por el cuerpo y tiene la finalidad

de hacer más activas las moléculas que se

encuentran ligadas por fuerzas atractivas o en

todo caso las reagrupa.

 

VOLATILIZACIÓN - SUBLIMACIÓN

Sólo algunas sustancias pueden pasar del estado SÓLIDO al GASEOSO y del GASEOSO al SÓLIDO, sin pasar por el estado líquido intermedio. Comercialmente esta propiedad es aprovechada en la NAFTALINA, que tiene facilidad para pasar del estado SÓLIDO al estado de VAPOR.

Explicación del gráfico:

Calentamos en un vaso de precipitados el IODO SÓLIDO, veremos que se transforma en VAPOR, sin pasar por el estado LÍQUIDO, este proceso se llama VOLATILIZACIÓN.

Este vaso de precipitados lo tapamos con una superficie fría, en este caso un balón al que le agregamos agua, para evitar que el vapor de iodo eleve peligrosamente su temperatura.

El VAPOR de IODO chocará con el fondo del balón, y la rápida disminución de la temperatura hará que el IODO vuelva al estado SÓLIDO en la forma de pequeños cristales, que podremos observar si levantamos, como se muestra a la izquierda, el balón.

VOLATILIZACIÓN es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado SÓLIDO al GASEOSO, por aumento de la temperatura, sin

pasar por el estado líquido intermedio.

SUBLIMACIÓN es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado GASEOSO al SÓLIDO, por disminución de la temperatura, sin pasar por el estado líquido intermedio.

PROCEDIMIENTO

Primeramente los materiales:

- 01 Equipo de calentamiento (Mechero

Bunsen).

- 01 Soporte universal

- 01 Tubo de prueba

- 01 Vaso pirex

- 02 Termómetros.

- Agarraderas.

- Naftalina.

- 01 Agitador.

- 01 Cronómetro.

Procedimiento:

a) Coloque dentro del tubo de prueba la

naftalina y un termómetro que algunas

veces puede servir como agitador.

b) Llene el Pirex con 400 ml de agua.

c) Coloque el sistema - Tubo de pruebas

(naftalina + termómetro dentro del pirex

mas un termómetro adicional. Como se

muestra en la figura N 1.

d) Caliente el agua y lea el termómetro del

tubo de prueba hasta que la naftalina

comience a fundirse. Observar la

temperatura de ambos termómetros, la del

tubo de prueba y la del agua mientras esta

dando lugar la fusión.

e) Retirar el tubo de prueba con la naftalina

fundida. Mida la temperatura a la cual la

naftalina comienza a solidificarse.

f) Quite el termómetro y dejar que la naftalina

se solidifique completamente, observe la

cavidad en la superficie de la naftalina

solidificada.

Segunda Parte

a) Repetir el procedimiento anterior pero con

100 ml de agua en el pirex, caliente hasta

que la temperatura de la naftalina fundida

se aproxime a 100C.

b) Retire el tubo de prueba y dejar que la

naftalina se solidifique. Mida la

temperatura cada medio minuto. Agite

nuevamente con el termómetro cuyo bulbo

debe estar en el centro de la naftalina

líquida cuando la lectura es tomada.

c) Interrumpa el experimento cuando la

temperatura ha llega próxima a 70C.

DATOS Y RESULTADOS

TABLA N#1

VA= 400 ml MN= 2,89

t (S)

T (C)

VA = Volumen de agua

MN = Masa de la naftalina

TA = Temperatura del H2O (en el mismo

proceso)

TFN = Temperatura de fusión de la naftalina

TSN = Temperatura de solidificación de la

naftalina

TABLA N#2

VA= 100 ml MN= 2,85

t (S) 0 3

0

6

0

9

0

T (C) 9

2

8

0

8

2

7

9

CUESTIONARIO

1. Trazar un gráfico de la curva de

solidificación: T = T(t)

2. Indique en que instante y a qué

temperatura se realiza el proceso de

solidificación.

El proceso de solidificación se realiza a 90

segundos de haberse llegado al punto de fusión,

a una temperatura de 79 grados: (79).

3. A partir del gráfico T=T(t) ¿Cómo se puede

determinar que el cuerpo desprende calor

o se enfría?

Del gráfico se observa que al enfriarse baja

la temperatura: es decir desprende calor

cuando se solidifica a 79C.

Podemos recurrir para este fin a la formula del

calor:

Q = m x c.e x t

dode m y c.e. son constantes, por lo tanto t >

0 durate el proceso de fusión (de la gráfica);

puesto que la temperatura final es mayor que la

inicial. Mientras; t<0 durante el proceso de

solidificación (de la gráfica) puesto que la

temperatura final es menor que la inicial. De

esto deducimos que

Q>0 para la fusión y Q<0 para la

solidificación

(desprende calor) (se enfria)

4. ¿Es posible determinar la cantidad de calor

por unidad de tiempo que se desprende en

el proceso de solidificación?

R = 2,8 g x Ce (13 C)

90 s

Existe una variación de temperatura con la cual

puede determinarse la cantidad de calor

desprendida por unidad de tiempo. De la

gráfica:

tan = dT

Dt

Donde:

T = temperatura

t = tiempo

tan = , pendiente de solidificación

Sabemos que:

a = m x c.e x T

dQ = m x c.e x dT

Integrando:

m x c.e x dT

Q = m x c.e x dT

5. ¿Por qué el punto de fusión y solidificación

coinciden durante la solidificación?

Coinciden porque el punto de fusión es el

límite que pasa el sólido para fundirse, mientras

que el punto de solidificación es el límite que

tiene que pasar la sustancia en estado líquido

para solidificarse.

Porque es ahí, donde la temeperatura

puede existir con la fase sólida y líquida. A una

temperatura superior la sustancia sólo puede

ser líquida y a una temperatura más baja sólo

puede ser sólida.

6. Si el punto de solidificación de la naftalina

se considera 80C ¿Cuál es el error que

cometió Ud. al realizar la gráfica?

Punto de solidificación teórica: 80C T 80

Punto de solidificación práctica: 79C P 79

% error: 80 - 79 x 100 = 1,25%

80

7. Comparar el punto de fusión experimental

y el teórico de la naftalina. ¿A qué se debe

esta diferencia?

Debemos hallar el % de error:

% error : Et - Eexp x 100%

Et

Donde:

Et : punto de fusión teórico

Eexp : punto de fusión experimental

Et : 70ºC

Eexp : 79ºC

Reemplazando:

% error = 70 - 79 x 100

70

= 12,86% por exceso

8. Tratar la fusión franca y pastosa.

Algunos átomos de la estructura de un líquido,

debdi a sus distancias y fuerzas variables,

presentan movimientos oscilatorios como los

sólidos; pero otro pueden experimentar también

pequeñas traslaciones. Es por eso que de

calentarse un sólido amorfo, éste se ablanda

gradualmente como en el caso de la naftalina;

pues las libaciones más débiles se van

rompiendo, en tanto que las más fuertes

permanecen por más tiempo.

Por lo tanto, esta función a la que se denomina

fusión prastoza es gradual, mientras que en los

sólidos cristalinos el paso al estado líquido se

denomina fusión franca.

Entonces la fusión franca es con un punto de

fusión fijo y bien definido; este tipo de fusión es

característico de los cuerpos puros en estado

cristalino, mientras la fusión prestoza

corresponde a los cuerpos formados por

mezclas.

9. ¿Cuáles son los posibles fuentes de error

en este experimento?

El error radica básicamente en la falta de

mediciones más exactas en la lectura de la

temperatura en el termómetro. Otro error se da

en el calor perdido al retirar el tubo de prueba

con la naftalina fundida. También tenemos que

el calor que se proporciona al sistema durante

el proceso de fusión de la naftalina por parte del

mechero no es uniforme durante todo el

proceso.

CONCLUSIONES

- Existe una energía térmica en estos cambios de

estados, que es absoluta o desprendida por el

cuerpo, tiene la finalidad de hacerlas mas

activos o en todo caso las une.

- En el experimento No 1 (Fusión) y el

experimento Nº 2 (solidificación) los sistemas se

encuentran con pérdidas de calor debido al

factor ambiental como consecuencia de esto, no

se obtiene resultados adecuados en los cálculos.

- El punto de solidificación conocido con el punto

de fusión y durante la solidificación, el calor que

fue absorbido en la fusión es liberado.

RECOMENDACIONES

- Mantener el termómetro del tubo sumergido en

la naftalina, no estarlo cuando a cada momento

porque esto origina pérdidas de calor.

- Hacer una correcta medición del tiempo y tomar

la temperatura correspondiente lo más rápido

posible.

- Tomar una buena cantidad de datos que nos

permitan contruir una gráfica de solidificación y

fusión que pueda representar a cabalidad su

respectivo proceso.