UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN

Laboratorio de Fisicoquímica de Superficies y Coloides

Ingeniería Química

Reporte #1: “Determinación de la tensión superficial de líquidos puros por el método de elevación capilar”

Reporte #2: “Efecto de la temperatura sobre la tensión superficial”

Equipo #2

Arias Bardales Oscar Daniel

Hernández Jiménez Jessica Liliana

Profesora:

María del Rosario Rodríguez Hidalgo

Grupo: 2501-A

Fecha entrega: 22 de Febrero de 2015

Resultados Experimentales

Tabla 1. Resultados experimentación práctica 1

19 °C

Tabla 2. Resultados experimentales práctica 2

Análisis de Resultados

El radio del tubo capilar se obtiene mediante la ecuación de:

γ= r∗h∗∆ ρ∗g2cosθ

γ=Tensión superficial [ dinacm ]r=radio deltubo capilar [cm ]

h=Altura [cm ]

∆ ρ=Diferencia dedensidades de loslíquidos [ gr

c m3 ]g=fuerzade gravedad [981 cm

s2]

El radio del tubo capilar se determinó mediante la calibración del tensiómetro superficial, no polar-acetona; polar-agua destilada, con la ecuación de Young- Laplace de la cual se conocía la ϒ

∴r= 2∗γh∗ρ∗g

Disolventes no polares (Acetona)

r=(2∗23.70 dina

cm )(2.875cm∗0.813

g

c m3∗981

cm

s2 )r=2.067¿10−3 cm

Benceno

Disolventes polares (Agua)

El equipo sólo realizó la determinación del radio con acetona, por lo que este dato fue proporcionado por los demás equipos.

r=2.0672¿10−3cm

Etanol

r=2.18481¿10−4 cm

Metanol

No es aceptable que el radio del tubo capilar sea igual al de los demás, pues, cada disolvente será diferente, sólo en caso de que sea un disolvente polar o uno no polar, se podrá tomar el mismo radio.

Tabla de tensiones superficiales TEÓRICAS

La tensión superficial de los líquidos se pudo calcular a partir del conocimiento del radio en cada caso:

Cálculo de ϒ en el Benceno

A 20°C

Para calcular la tensión superficial, se necesita tener la densidad del líquido puro a esa temperatura, por lo cual…

ρ=mv

m=Masa del picnómetro conel disolvente [gr ]

v=volumen del picnómetro [ cm3 ]

ρ=(25.1420−16.18gr )

10cm3

ρ=0.8962gr / cm3

γ= r∗h∗ρ∗g2

γ=(3.3 cm∗981 cm

s2∗2.06¿10−3 cm∗0.8962 gr

cm3)

2

γ=29.88 dinascm

A 30°C

ρ=(25.09−16.18gr )

10cm3

ρ=0.891gr /cm3

γ=(3.225 cm∗981 cm

s2∗2.06¿10−3 cm∗0.891 gr

cm3)

2

γ=29.03 dinascm

A 40°C

ρ=(25.06−16.18 gr )

10cm3

ρ=0.888gr /cm3

γ=(3.15 cm∗981 cm

s2∗2.06¿10−3 cm∗0.888 gr

cm3)

2

γ=28.26 dinascm

A 50°C

ρ=(24.98−16.18gr )

10cm3

ρ=0.88gr /cm3

γ=(3.05 cm∗981 cm

s2∗2.06¿10−3 cm∗0.88 gr

cm3)

2

γ=27.119 dinascm

Cálculo de ϒ en el Metanol

El cálculo del Metanol lo realizó el equipo indicado para su cálculo. Los resultados obtenidos fueron los siguientes:

A 20°C

ρ=0.8962gr / cm3

γ=29.88 dinascm

A 30°C

ρ=0.891gr /cm3

γ=29.03 dinascm

A 40°C

ρ=0.888gr /cm3

γ=28.26 dinascm

A 50°C

ρ=0.88gr /cm3

γ=27.119 dinascm

Cálculo de ϒ en el Etanol

A 20°C

ρ=0.8962gr / cm3

γ=29.88 dinascm

A 30°C

ρ=0.891gr /cm3

γ=29.03 dinascm

A 40°C

ρ=0.888gr /cm3

γ=28.26 dinascm

A 50°C

ρ=0.88gr /cm3

γ=27.119 dinascm

Estimando el error involucrado con la ecuación γ= ρghr /2 utilizando la ecuación de Poisson-Rayleigh para todos los disolventes:

γ=∆ pgr2 (h+ r

3−0.1288 r

2

h+ 0.1312 r

3

h2 )

o Cálculo de la ecuación y el error con Poisson-Rayleigh para el Benceno

γ=(0.8962 ) (9.81 )(2.06 x 10−3)

2¿

γ=30.1156 dinascm

γmet .cap=29.88dinascm

γ=30.156 dinascm

%Error=γ 0

γmet . cap

%Error=30.115629.88

=1.0078

o Cálculo de la ecuación y el error con Poisson-Rayleigh para el Metanol

γ=(0.7620 ) (9.81 )(2.1848 x 10−3)

2¿

γ=23.06 dinascm

γmet .cap=23.06dinascm

γ=26.68 dinascm

%Error=γ 0

γmet . cap

%Error=23.6823.06

=1.026

o Cálculo de la ecuación y el error con Poisson-Rayleigh para el Etanol

γ=(0.7904 ) (9.81 )(2.0672x 10−3)

2¿

γ=21.64 dinascm

γmet .cap=21.79dinascm

γ=21.64 dinascm

%Error=γ 0

γmet . cap

%Error=21.6421.74

=0.993

Para calcular la energía de superficie total es necesario conocer las temperaturas críticas de nuestros disolventes, las cuales se muestran a continuación:

Disolvente Temperatura crítica (°C)

Benceno 289.01

Metanol 240

Etanol 243.1

Mediante la ecuación de Van der Waals…

γ=γ0 ¿

Donde n=11/9 para líquidos orgánicos

γ 0es la tensión superficial experimental

ɵ Cálculo de ϒ total en el Benceno

a 40°C

γ=28.26¿

γ=23.558 dinascm

ɵ Cálculo de ϒ total en el Metanola 40°C

γ=20.74 ¿

γ=16.597 dinascm

ɵ Cálculo de ϒ total en el Etanola 40°C

γ=19.6531¿

γ=15.776 dinascm

Bibliografía

ɵ Hoja de seguridad benceno http://www.quimica.unam.mx/IMG/pdf/5benceno.pdfɵ Hoja de seguridad metanol http://www.quimica.unam.mx/IMG/pdf/9metanol.pdfɵ Hoja de seguridad etanol http://www.quimica.unam.mx/IMG/pdf/12etanol.pdfɵ ADAMSON