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
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