Determinacin de la entalpa de vaporizacin de los lquidos puros por espectrometra UVEl concepto de presin de vapor de los lquidos se discute en la mayora de los cursos de qumica general y qumica fsica. La ecuacin de Clausius-Clapeyron integrado para el equilibrio lquido-vapor se introduce para describir la variacin de presin de vapor con la temperatura y para determinar la entalpa de vaporizacin. Varias investigaciones involucra la volatilidad de los lquidos y el cambio en la presin de vapor con el cambio en temperatura que han sido reportados en esta revista. En todos ellos , la medicin de la presin de vapor se logr mediante la medicin de la presin de los vapores en lquidos utilizando varios tipos de manmetros.Por otro lado, muchos lquidos orgnicos tienen la presin de vapor significativa a la temperatura ambiente y tienen una alta absortividad molar en la regin UV. Para estos materiales de la absorbancia de los vapores saturados, la cual es proporcional a la concentracin de molculas en la fase vapor, puede ser usado para monitorear la presin de vapor del lquido. En el experimento descrito aqu, los estudiantes ponen a prueba esta hiptesis, y la medicin de la absorbancia a varias temperaturas, que son capaces de determinar la entalpa de vaporizacin del lquido. El uso de los valores de presin de vapor reportadas en la literatura y la absorbancia medida, encuentran la correlacin entre la presin de vapor y absorbancia. La absortividad molar del producto orgnico en la fase de vapor se puede tambin estimar. Este experimento es apropiado para un curso de qumica fsica y para la investigacin de pregrado.Desarrollo La ecuacin de Beer-Lambert relaciona la absorbancia (A) de una solucin a una longitud de onda particular (H) con capacidad de absorcin molar (E en la M-cm x cm-1), la concentracin de sustrato (C en M), y longitud de la clula (1 en cm ). A=lcAunque esta relacin se utiliza casi exclusivamente para las soluciones diluidas de molculas absorbentes, tambin es aplicable en la fase de gas. En realidad, en el ltimo caso las mediciones de absorbancia no son afectadas por fondo disolvente o interacciones moleculares tpicas de soluciones. Porque la mayora de los vapores orgnicos son ms pesados que el aire, en una celda UV casi cerrada que contiene unas gotas de un lquido, un equilibrio lquido-vapor casi perfecta se puede llegar cerca de la superficie del lquido. En la clula, la presin de vapor del lquido es proporcional a la concentracin de las molculas del material en la fase de vapor. Por lo tanto, tanto la absorbancia (A) medido en un punto de la fase de vapor y la presin de vapor son proporcionales a la concentracin de la molcula del material en la fase de vapor. Por lo tanto, a una longitud de onda y temperatura dada, se espera que la absorbancia es proporcional a la presin de vapor

Entonces Integramos la ecuacin de Clapeyron, suponiendo que el vapor se comporta como un gas ideal y la entalpa de vaporizacin (AH,) no depende de la temperatura.

De acuerdo a la ecuacin 4, mediante la medicin de la absorbancia de vapor en funcin de la temperatura, AH, puede ser obtenido a partir de la pendiente de una grfica de en A vs VT.

La constante k que relaciona absorbancia a presin de vapor se puede evaluar mediante la comparacin de la ecuacin 4 con la ecuacin 3 y la ecuacin de ajuste 3 con los datos de la presin de vapor como una funcin de la temperatura descrito en la literatura (9-11). o se medir con uno de los mtodos informados anteriormente (4-8). Suponiendo comportamiento ideal para el vapor, se puede estimar la capacidad de absorcin molar del producto orgnico en la fase de vapor a partir de la absorbancia y los valores de presin de vapor a una temperatura dada. Materiales Espectrofotmetro UV estndar con pantalla digital (precisin 0,001 unidades A) con soporte de celda de cuarzo estndar, termostatizado con la taza (1 cm) (aproximadamente 4 ml de volumen) termostato circular estndar (0,1 "exactitud C) dos pipetas Pasteur. Tolueno (Merck , PA) Como el procedimiento de lquido orgnico tolueno (0,2 ml) se deposit cuidadosamente en la parte inferior de la clula UV usando una pipeta Pasteur. la taza de la cubeta fue cerrada sin apretar, y la cubeta se inserta en el compartimiento de celdas trmicas del espectromofotometro UV. la absorbancia se monitoriz (259,4 nm) hasta que alcanz un valor constante (alrededor de 10-15 medidos. una mejor espectro UV se puede registrar si otra longitud de onda es necesaria para leer la absorbancia. la posible condensacin del vapor deben evitarse en las paredes de la celda. Esto no se detect en el intervalo que mide (20-35 "C), pero puede ser observado a temperaturas ms altas como resultado de un soporte de celda ineficiente termo indicada. en nuestra configuracin la trayectoria de la luz es de 1 cm en la superficie del lquido. El procedimiento completo para cada punto de datos tarda unos 30 min. Una pequea botella con una taza de rosca de polipropileno puede ser utilizado para recoger los pequeos residuos de lquidos orgnicos. Utilice el etanol para enjuagar la celda UVResultados y Discusin Los datos obtenidos se muestran en la figura.

La trama lnA vs 1IT muestra una buena correlacin lineal en el rango de temperatura estudiado (In A = 14,83 - 4790.5/T). El coeficiente de correlacin es mejor que 0,99 para cuatro grados de libertad (t de Student = 36,95, que corresponde a la confianza mayor que 99%). La pendiente de este grfico los resultados en Para el rango de 25C-35C. Incluso con las aproximaciones crudas hechas, este resultado es razonablemente cercanos a los reportados en la literatura a 25 C 38.00 kJ/mol y 38.37 kJ / mol. Los valores de presin de vapor y temperatura reportados para el tolueno en 6.4, 18.4,31.8 y 40.30C en AH= 38,48 kJ / mol de la pendiente de (Ver eq 3.) Utilizando el resultado de las ecuaciones 3 y 4, para la constante de la ecuacin 2, obtenemos usando la ecuacin 2 para 18,4 y 31,80C obtenemos presiones de vapor de 19,9 y 39,9 mm de Hg, que estn a menos de 1% de los valores experimentales reportados (20 y 40 mm de de Hg). Conclusiones - El In A del vapor es inversamente proporcional a la temperatura absoluta en el rango estudiado.- A travs de mediciones de absorbancia del vapor es posible medir el calor de vaporizacin de un lquido voltil. - la constante de proporcionalidad que relaciona la absorbancia con la presin de vapor est dada por Donde C y B dependen de la naturaleza del lquido y la longitud de onda usada para las mediciones. Una vez que esta constante es conocido, es posible estimar la presin de vapor de un lquido mediante la medicin de la absorbancia de vapor a una temperatura dada.-El mtodo tal vez se puede aplicar a muchos otros lquidos orgnicos que tienen razonablemente alta absortividad molar y presin de vapor. Usando nuestra configuracin, probamos nitrobenceno, anisoles, xilenos y benzaldehdo en que mximos de absorcin. Las mediciones en otras regiones de los espectros se pueden ejecutar para compuestos que tienen una presin de vapor muy alta o absortividad molar El espesor de la clula puede que aument a interpretar la extincin molar implicado para compuestos de baja presin de vapor o bajo molar capacidad de absorcin.