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Proyecto Experimental

   
   

Construcción empírica del

diagrama de fases del ciclohexano

 

 

INTRODUCCIÓN

Una sustancia pura como el agua puede existir en la fase sólida, líquida y gas, dependiendo de las condiciones de temperatura y presión. Un ejemplo familiar para todos de dos fases de una sustancia pura en equilibrio es un vaso de agua con cubos de hielo. En este caso el agua, sólida y líquida, da lugar a dos fases distintas separadas por una fase límite, la superficie de los cubos de hielo. Durante la ebullición del agua, el agua líquida y el agua vapor son dos fases igualmente en equilibrio. ¿Qué pasa,  si el agua se contamina con un soluto no volátil?, primero debemos decir que se ha establecido una solución, y ¿el equilibrio de las fases sigue siendo el mismo? Habría que determinar el efecto del soluto sobre los puntos de ebullición y congelación de la solución, y ¿qué con la presión del vapor? Graficar los efectos del soluto en la presión del vapor y la temperatura, conduce a descubrir un cambio en las propiedades físicas, que dependen solo del número de las partículas, no de su naturaleza, es decir que solo dependen del conjunto (propiedades coligativas). Interpretar los diagramas de fase para los diferentes equilibrios (líquido-gas, sólido-líquido y sólido-gas), y aplicar los conocimientos relacionados a las propiedades coligativas de soluciones ideales y reales, es útil desde el punto de vista práctico, ya que por ejemplo permiten calcular el peso molecular de sustancias desconocidas. De aquí la importancia de tales propiedades que resultan aplicaciones de la termodinámica a la química, y por consiguiente a la Ingeniería Química, relacionadas estas propiedades formales con propiedades observables, como las presiones y las concentraciones.

Objetivo:

Construir el diagrama de fases del ciclohexano, determinando los cambios en los estados de agregación que presenta éste al calentarse o enfriarse, primero a presión ambiente y luego a presión disminuida.

Actividades a desarrollar por el alumno:

1.- Buscar información acerca de los estados de agregación de una sustancia pura y los factores que los afectan.

2.- Determinar las variables que se van a manejar en este experimento.

3.- Elaborar el proyecto, basándose en la utilización del método científico, para determinar los cambios de estado del ciclohexano a presión ambiente y a presión disminuida.

Para llevar a cabo la elaboración del proyecto, basarse en la sección "Cómo elaborar un Proyecto de Investigación" y en la siguiente guía para realizar la misma:

  • Plantear la importancia de los cambios de estado de un líquido puro a presión ambiente, así como a presión disminuida.

  • Investigar; que es un electrolito y un no electrolito

  • Investigar:

a)     que es un medio de calentamiento y qué una mezcla frigorífica

b)     que diferencia existe entre calentar directamente o en un baño

c)      de acuerdo con el punto anterior en que casos se utiliza uno u otro procedimiento

d)     que propiedad física del liquido para baño de calentamiento, tomaría en cuenta para seleccionarlo si con el se va a calentar la sustancia problema

  • Proveerse de ciclohexano.

  • Consultar las propiedades físicas (presión de vapor, temperaturas de fusión y ebullición), del ciclohexano

  • Consultar qué es presión absoluta, manométrica y barométrica o relativa  así como su relación.

  • Consultar las medidas preventivas y de primeros auxilios relacionadas con el calentamiento del líquido.

  • Investigar cómo diseñar el aparato para la medición de los cambios de estado del líquido a presión ambiente, así como a presión disminuida.

  • Investigar las aplicaciones industriales de los cambios de estado de un líquido y de su solución a presión ambiente, así como a presión disminuida

4.- Realizar el experimento midiendo la temperatura del sistema hasta llegar al cambio de estado, tanto a presión ambiente como a presión disminuida para el ciclohexano.

5.- Realizar la representación gráfica de los  valores experimentales de los cambios de estado del ciclohexano.

6.- Después de haber concluido el experimento, realizar una discusión en grupo (alumnos y profesor) de una manera crítica y guiados por los objetivos intermedios de la unidad y establecer la generalidad del mismo

7.- Elaborar el Informe (conforme a los lineamientos de la sección "Cómo Elaborar un Informe de Investigación")

Bibliografía básica:

   

1.     Esther Zarco Rubio, “Seguridad en laboratorios”, Editorial Trillas, México D.F. 1990. Pág. 64, 65, 78, 85, 86, 97, 98

2.    Kennet, W. Whitten., Química general., Editorial McGraw-Hill, México D.F. 1992, Pág. 353-357

3.    S. H. Maron, “Fundamentos de Fisicoquímica”, Editorial Limusa, México, D.F., 1982. Pág. 319, 320, 340-349

4.     P. Ander y A. J. Sonnessa, Principios de Química, Editorial Limusa, México, 1975.

5.    H. B. Mahan, “Química Universitaria”, Fondo Educativo Interamericano, S.A., Bogotá, 1968

6.    W. Masterton y E J. Slovinsky, “Química General Superior”, Interamericana, México, 1979.

7.    Gessner, G.  Hawley, Diccionario de química y de productos químicos, Editorial Omega S.A., Barcelona España 1993, pp. 1775.

8.    "The Merck Index", twelfth edition, Stecher, P. G., Merck Co., Inc., Rahway, N.J., U.S.A., 1996.

9.     Lange' s Handbook of Chemistry (*)

10.   Determinación del punto triple del agua, video # 12, Departamento audiovisual de la biblioteca.

Web Bibliografía básica:

   

Seguridad en los Laboratorios de Prácticas, Universidad de Alcalá, 1995, Comisión de Seguridad y Salud Laboral

       http://www2.uah.es/edejesus/seguridad.htm

Etiquetas para el manejo de residuos en el laboratorio de Ciencia Básica                                                                                                                                              http://ciencia-basica-experimental.net/1er-curso/etiquetas/etiquetaresiduos.doc  

Liquids, Solids & Solutions
Properties of Solutions, Solutions are homogeneous mixtures; the components
are intimately mixed so that all portions of the mixture have exactly the same...

http://gaia.fc.peachnet.edu/tutor/liquids,.htm

Propiedades coligativas

               http://chimera.javeriana.edu.co/bo301pdf2002/bo30112_p41d.pdf

               http://mtzpz.bankhacker.com/ayuda-ciencia/consulta/Propiedades+Coligativas/

Determinación de la presión de vapor de un líquido puro

               http://www.monografias.com/trabajos16/presion-liquido-puro/presion-liquido-puro.shtml

 

 

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Última modificación al Sitio Web: 04 de Diciembre de 2018