Tabulación de datos

1. Condiciones de laboratorio

Presión (mmHg) Temperatura (°C) HR (%)756 22 96

2. Datos experimentales

Alturas (cm)Temperatura (°C) Etanol 96° Agua desionizada

20 2.5 6.040 1.8 4.450 1.4 3.4

3. Datos teóricos

3.1. Tensión superficial

Temperatura (°C) γagua (dina/cm) γetanol (dina/cm)

20 72.75 23.04

40 69.56 21.38

50 67.91 20.40

Datos obtenidos de “Handbook of Chemistry and Physics” 37 th ed., Chemical Rubber Publishing Company, Cleveland, 1955

3.2. Densidad de líquidos

Temperatura (°C) ρagua (g/mL) ρetanol (g/mL)

20 0.99823 0.78934

40 0.99225 0.77203

50 0.98573 0.76329

Datos obtenidos de “American Institute of Physics Handbook” Mc Graw-Hill Book, United States of America, 1957

3.3. Datos del etanol

Masa molar (g/mol) Temperatura crítica (K)46.07 516.3

Datos obtenidos de Felder, M.R. “Principios elementales de los procesos químicos” 3ra ed., Limusa-Welley, México, 2004

4. Resultados y porcentajes de error

Temperatura (°C) γexperimental (dina/cm) % Error

20 23.97 4.0440 22.13 3.5150 21.60 5.88

Cálculos y ejemplos de cálculos

1. Cálculo de tensiones superficiales experimentales

Usando la fórmula

γaguaγ etanol

=hagua×ρaguahetanol×ρ etanol

Se despeja

γ etanol=γagua×hetanol× ρetanol

hagua× ρagua

o Para 20 °C

γ etanol20 °C=

72.75dinacm

×2.5cm×0.78934gmL

6.0cm×0.99823gmL

γ etanol20 °C=23.97 dina

cm

Con un error respecto al valor teórico

%E20° C=23.04

dinacm

−23.97 dinacm

23.04dinacm

×100%

%E20° C=¿

o Para 40 °C

γ etanol40 °C=

69.56dinacm

×1.8 cm×0.77203gmL

4.4 cm×0.99225gmL

γ etanol40 °C=22.13 dina

cm

Con un error respecto al valor teórico

%E20° C=21.38

dinacm

−22.13 dinacm

21.38dinacm

×100%

%E40 °C=¿

o Para 50 °C

γ etanol50 °C=

67.91dinacm

×1.4 cm×0.76329gmL

3.4 cm×0.98807gmL

γ etanol50 °C=21.60 dina

cm

Con un error respecto al valor teórico

%E20° C=20.40

dinacm

−21.60 dinacm

20.40dinacm

×100%

%E20° C=¿

2. Cálculo del radio del capilar

Usando la fórmula

γ agua=hagua×ρagua× g×r

2

Se despeja

r=2×γagua

hagua×ρagua×g

o Para 20 °C

r1=72.75

dinacm

×2

6.0cm×0.99823gmL×9.8

m

s2

r1=0.25mm

o Para 40 °C

r2=69.56

dinacm

×2

4.4cm×0.99225gmL×9.8

m

s2

r2=0.33mm

o Para 50 °C

r3=67.91

dinacm

×2

3.4 cm×0.98807gmL×9.8

m

s2

r3=0.41mm

Calculando un radio promedio

r=r1+r 2+r 3

3

r=0.25mm+0.33mm+0.41mm3

r=0.33mm

3. Ploteo de gráfica e interpretación

La pendiente de la gráfica resulta 0.137 µJ/K(mol2/3), valor obtenido debido al cálculo de las variables en unidades del SI. Comparándose con el valor de la constante de Eötvos, que, en las mismas unidades queda expresada como 0.212 µJ/K(mol2/3), se puede calcular un desvío del 35.38 %.

El error pronunciado puede acarrearse a, principalmente, las equivocaciones en la medición de las alturas. Cabe anotar que el cálculo de la pendiente se realizó con los valores experimentales de la tensión superficial, que ya presentaban una desviación respecto al valor teórico, aunque estas no presentaban un valor tan pronunciado, siendo menores de 10%, además depende de los valores que se tomen como teóricos, esto respecto a la masa molar, densidad a temperaturas y temperatura crítica del compuesto.

Para un resultado más ajustado, se recomendaría tomar más puntos de evaluación, ya que en el gráfico, adjuntado en la sección Anexos, se observa que la recta se forma tomando dos puntos, casualmente siendo los extremos, debido a la desviación del segundo valor.

Discusión de resultados

o Los porcentajes de error obtenidos en las tensiones

superficiales experimentales, se deben a la relación de alturas. Los bajos valores no indican que se ha realizado una buena medición, lo que queda resaltado en el trazado de la gráfica, sino la buena relación que existe entre los valores de las alturas de ambos líquidos.

o Los diversos valores obtenidos en el cálculo del radio de capilar

se debe al desvío en la medición de alturas. Una práctica ideal habría tenido como resultado cálculos cercanos para esta incógnita. Se toma el promedio de las mediciones para obtener el dato más estable.

o Como se menciona anteriormente, se requiere de más datos en

el ploteo de la gráfica para obtener una mejor determinación de la pendiente en la relación de Ramsay-Shield.

Anexos

1. Valores de densidad del agua libre de aire a 1 atm

Datos obtenidos de “American Institute of Physics Handbook” Mc Graw-Hill Book, United States of America, 1957

2. Valores de densidad del etanol a 1 atm

Datos obtenidos de “American Institute of Physics Handbook” Mc Graw-Hill Book, United States of America, 1957

2. Datos del etanol

Datos obtenidos de Felder, M.R. “Principios elementales de los procesos químicos” 3ra ed., Limusa-Welley, México, 2004