Universidad Tecnolgica de PanamSede Regional de CoclFacultad de Ingeniera CivilLic. Ing. Civil

Laboratorio N 8 (9)Propiedades de los Lquidos

Integrantes Jonathan Chir 8-927-677Lewis Novoa 20-14-2878

Profesora Vilma Senz

Grupo 6IC111

Fecha5 de octubre de 2015

Introduccin

En este trabajo de laboratorio vamos a ver las diferentes propiedades de los lquidos y para ello debemos entender que: Un lquido est formado por molculas que estn enmovimientoconstante y desordenado, y cada una de ellas choca miles de millones de veces en un lapso muy pequeo. Pero, las intensas fuerzas de atraccin entre cada molcula, o enlaces dehidrogenollamados dipolo-dipolo, eluden el movimiento libre, adems de producir una cercana menor que en la que existe en ungasentre sus molculas. Los lquidos presentan caractersticas que los colocan entreel estadogaseoso completamente catico y desordenado, y por otra parte alestadoslido de un lquido (congelado) se le llama ordenado. Por lo tanto podemos mencionar los tres estados delagua(liquido universal), slido, gaseoso y lquido.

Fundamentos tericos Ellquidoes unestado de agregacin de la materiaen forma defluidoaltamenteincompresiblelo que significa que suvolumenes, bastante aproximado, en un rango grande depresin. Es el nico estado con un volumen definido, pero no con forma fija. Un lquido est formado por pequeas partculas vibrantes de la materia, como los tomos y las molculas, unidas por enlaces intermoleculares. Elaguaes, con mucho, el lquido ms comn en la Tierra y el ms abundante. Como ungas, un lquido es capaz de fluir y tomar la forma de un recipiente. A diferencia de ungas, un lquido no se dispersa para llenar cada espacio de un contenedor, y mantiene una densidad bastante constante. Una caracterstica distintiva del estado lquido es latensin superficial, dando lugar a fenmenoshumectantes.Descripcin de los lquidosEl estado lquido es un estado de agregacin de la materia intermedio entre el estadoslidoy el estado degas. Lasmolculasde los lquidos no estn tan prximas como las de los slidos, pero estn menos separadas que las de los gases. Las molculas en el estado lquido ocupan posiciones al azar que varan con el tiempo. Las distancias ntermoleculares son constantes dentro de un estrecho margen. En algunos lquidos, las molculas tienen una orientacin preferente, lo que hace que el lquido presente propiedadesanistropas(propiedades, como elndice de refraccin, que varan segn la direccin dentro del material).Los lquidos presentantensin superficialycapilaridad, generalmente sedilatancuando se incrementa su temperatura y pierden volumen cuando se enfran, aunque sometidos a compresin su volumen es muy poco variable a diferencia de lo que sucede con otros fluidos como los gases. Los objetos inmersos en algn lquido estn sujetos a un fenmeno conocido comoflotabilidad.LquidosSu forma esesfricasi sobre l no acta ningunafuerzaexterna. Por ejemplo, una gota de agua en cada libre toma la forma esfrica. Como fluido sujeto a la fuerza de lagravedad, la forma de un lquido queda definida por su contenedor. En un lquido en reposo sujeto a la gravedad en cualquier punto de su seno existe una presin de igual magnitud hacia todos los lados, tal como establece elprincipio de Pascal. Si un lquido se encuentra en reposo, lapresin hidrostticaen cualquier punto del mismo viene dada por: Donde es ladensidaddel lquido, es la gravedad (9,8m/s) yes la distancia del punto considerado a la superficie libre del lquido en reposo. En un fluido en movimiento la presin no necesariamente es istropa, porque a la presin hidrosttica se suma la presin hidrodinmica que depende de la velocidad del fluido en cada punto.Cambios de estadoUn diagrama decambio de fasetpico: la lnea punteada muestra el comportamiento anmalo delagua. Las lneas verdes muestran como el punto de congelacinpuede variar con la presin, y la lnea azul muestra elpunto de ebullicinpuede variar con la presin. La lnea roja muestra la frontera de condiciones de presin y temperatura en la que puede ocurrir lasublimacino deposicin slida.En condiciones apropiadas de temperatura y presin, la mayora de las sustancias pueden existir en estado lquido. Cuando un lquido sobrepasa supunto de ebullicincambia su estado a gaseoso, y cuando alcanza supunto de congelacincambia aslido. Aunque apresin atmosfrica, sin embargo, algunos slidos sesublimanal calentarse; es decir, pasandirectamente delestado slido al estado gaseoso (vaseevaporacin). La densidad de los lquidos suele ser algo menor que la densidad de la misma sustancia en estado slido. Algunas sustancias, como el agua, son ms densas en estado lquido.Por medio de ladestilacin fraccionada, los lquidos pueden separarse de entre s al evaporarse cada uno al alcanzar sus respectivospuntos de ebullicin. La cohesin entre lasmolculasde un lquido no es lo suficientemente fuerte por lo que las molculas superficiales se pueden evaporar.Propiedades de los lquidosViscosidadLos lquidos se caracterizan porque las fuerzas internas del mismo no dependen de ladeformacintotal, aunque usualmente s dependen de lavelocidad de deformacin, esto es lo que diferencia a losslidos deformablesde los lquidos. Los fluidos reales se caracterizan por poseer una resistencia a fluir llamadaviscosidad(que tambin est presente en losslidos viscoelsticos). Eso significa que en la prctica para mantener la velocidad en un lquido es necesario aplicar una fuerza o presin, y si dicha fuerza cesa el movimiento del fluido cesa eventualmente tras un tiempo finito.La viscosidad de un lquido crece al aumentar sumasa molary disminuye al crecer la temperatura. La viscosidad tambin est relacionada con la complejidad de las molculas que constituyen el lquido: es baja en los gases inertes licuados y alta en losaceitespesados. Es una propiedad caracterstica de todo fluido (lquidos o gases).La viscosidad es una medida de la resistencia al desplazamiento de un fluido cuando existe una diferencia de presin. Cuando un lquido o un gas fluyen se supone la existencia de una capa estacionaria, de lquido o gas, adherida sobre la superficie del material a travs del cual se presenta el flujo. La segunda capa roza con la adherida superficialmente y sta segunda con una tercera y as sucesivamente. Este roce entre las capas sucesivas es el responsable de la oposicin al flujo, o sea, el responsable de la viscosidad.La viscosidad se mide enpoises, siendo un poise la viscosidad de un lquido en el que para deslizar una capa de uncentmetro cuadradodereaa lavelocidadde 1cm/srespecto a otra estacionaria situado a 1cm de distancia fuese necesaria la fuerza de unadina.La viscosidad suele decrecer en los lquidos al aumentar latemperatura, aunque algunos pocos lquidos presentan un aumento de viscosidad cuando se calientan. Para losgasesla viscosidad aumenta al aumentar la temperatura.La viscosidad de un lquido se determina por medio de unviscosmetroentre los cuales el ms utilizado es el de Ostwald.Este se utiliza para determinar viscosidad relativa, es decir, que conociendo la viscosidad de un lquido patrn, generalmente agua, se obtiene la viscosidad del lquido problema a partir de la ecuacin:

FluidezLa fluidez es una caracterstica de los lquidos o gases que les confiere la habilidad de poder pasar por cualquier orificio o agujero por ms pequeo que sea, siempre que est a un mismo o inferiorniveldel recipiente en el que se encuentren (el lquido), a diferencia del restante estado de agregacin conocido comoslido.La fluidez se debe a que un fluido puede adquirir una deformacin arbitrariamente grande sin necesidad de ejercer unatensin mecnica, dado que en los lquidos la tensin mecnica o presin en el seno del fluido depende esencialmente de la velocidad de la deformacin no de la deformacin en s misma (a diferencia de los slidos que tienen "memoria de forma" y experimentan tensiones tanto ms grandes cuanto ms se alejan de la forma original, es decir, en un slido la tensin est relacionada primordialmente con el grado de deformacin)Presin de vaporPresin de un vapor en equilibrio con su forma lquida, la llamada presin de vapor, solo depende de la temperatura; su valor a una temperatura dada es una propiedad caracterstica de todos los lquidos.Tambin lo son elpunto de ebullicin, elpunto de solidificaciny elcalor de vaporizacin(esencialmente, el calor necesario para transformar en vapor una determinada cantidad de lquido).En ciertas condiciones, un lquido puede calentarse por encima de su punto de ebullicin; los lquidos en ese estado se denominan supercalentados. Tambin es posible enfriar un lquido por debajo de su punto de congelacin y entonces se denomina lquido superenfriado.Otras propiedadesLos lquidos no tienen forma fija pero s volumen. Tienen variabilidad de forma y caractersticas muy particulares que son:1. Cohesin: fuerza de atraccin entremolculasiguales2. Adhesin:fuerzade atraccin entre molculas diferentes.3. Tensin superficial: fuerza que se manifiesta en lasuperficiede un lquido, por medio de la cual la capa exterior del lquido tiende a contener el volumen de este dentro de una mnima superficie.4. Capilaridad: facilidad que tienen los lquidos para subir portubosdedimetrospequesimos (capilares) donde la fuerza de cohesin es superada por la fuerza de adhesin.

Objetivos 1. Identificar algunas caractersticas y propiedades del estado lquido y su dependencia con las fuerzas de atraccin intermoleculares.

Sntesis del informeEl laboratorio realizado Propiedades de los Lquidos trata de conocer la diferencia entre slidos, gases y especialmente lquidos; que es el estado de la materia en el cual estaremos trabajando aqu. Los materiales que utilizamos en este laboratorio los presentamos ms adelante. Este trabajo de laboratorio consto de siete partes en cuales eran: fuerzas intermoleculares, fusin de lquidos, efecto de la presin sobre el punto de ebullicin, tensin superficial, capacidad humectante (fuerzas de adhesin y cohesin), viscosidad y compresibilidad, cada uno de estas partes del trabajo tenan una serie de pasos que seguimos como lo deca la gua y tambin siguiendo las instrucciones de la profesora.Como todos los laboratorios, antes de iniciar los pasos ya mencionados tenemos que lavar los instrumentos que utilizaremos para as no contaminar las muestras y tener mejores resultados y de la misma forma terminamos el laboratorio lavando los instrumentos para dejarlos limpios y secos para los dems compaeros.MaterialesVidrio relojAguja de coserTubos de ensayo 16 x 150 mmcronmetrosCilindro graduado de 100 y 250 mLGoteroVaso qumico de 250 mL Capsulas de porcelana Jeringuilla plstica de 25 mLTapn de cauchoPipetas serolgicas de 5 mLReactivos Mercurio metlicoAguaEtanol Gas butanoAcetona Aceite de motor Aceite de cocina Glicerina Colorante Azul

Esquema del procedimiento(Para poder observar mejor los esquemas realizar el zoom)

Procedimiento I PARTE. FUERZAS INTERMOLECULARES1. Utilizando el concepto de fuerzas de atraccin intermoleculares, pronostique por cada uno de los siguientes casos cual sustancia se evapora primero. Luego verifique sus predicciones colocando cinco gotas de cada uno en un vidrio reloj y observe cual se evapora primero.II PARTE. DIFUSIN DE LQUIDOS1. Rotule cinco tubos de ensayos de 16 x 150 mm2. Al tubo N 1aadale 5 mL de agua 3. Al N 2 agrguele 5 mL etanol 4. Al N 3 agrguele 5 mL de aceite de cocina5. Al N 4 agrguele 5 mL de agua, 5mL de aceite de cocina y 5 mL de etanol.6. Al N 5 agrguele 5 mL de agua, 5 mL de etanol y 5mL de aceite de cocina.7. Adale a cada tubo dos gotas de colorante azul. Observe el proceso de difusin en cada tubo y anote sus observaciones.III PARTE. EFECTO DE LA PRESIN SOBRE EL PUNTO DE EBULLICIN 1. Mida 50 mL de agua en un cilindro graduado. Colquelo dentro del vaso qumico de 100 mL. Caliente el agua hasta alcanzar 80C.2. Tome una jeringuilla plstica. Succione cerca de 20 mL de agua caliente.3. Invierta la jeringuilla y elimine cualquier burbuja de aire, colquele la aguja y entirrela en un tapn de caucho.4. Invierta nuevamente la jeringuilla y hale el embolo hacia arriba con fuerza. Qu observa? Anote sus observaciones.IV PARTE. TENSIN SUPERFICIAL 1. Llene con agua una capsula de porcelana hasta de su capacidad.2. Tome una aguja de coser limpia. Colquela con cuidado sobre la superficie del agua. Observe si flota o se hunde.3. Repita el procedimiento descrito con etanol en lugar de agua. Vierta el etanol en el frasco de recuperacin.4. Anote sus observaciones y cometarios.V PARTE. CAPACIDAD HUMECTANTE (FUERZAS DE ADHESIN Y COHESIN)1. Coloque con la ayuda de un gotero una gota de mercurio metlico sobre un vidrio reloj. Observe que ocurre con el mercurio cuando se pone en contacto con la superficie del vidrio reloj. Anote sus observaciones.2. Repita el procedimiento descrito con agua en lugar de mercurio. Qu ocurre?3. Anote sus observaciones y comentarios.VI PARTE. VISCOCIDAD1. Con la ayuda de un cronometro mida el tiempo de salida a travs de su respectiva pipeta los siguientes lquidos: agua, glicerina, alcohol etlico y aceite de motor.2. Ordene los lquidos en forma creciente a su viscosidad.VII PARTE. COMPRESIBILIDAD1. Tome una jeringa de 25 mL y llnela de agua. Presione el embolo tratando de comprimir el volumen acuoso. Qu observa? Anote sus observaciones.2. Repita el procedimiento descrito pero con gas butano en lugar de agua. Qu observa? Anote sus observaciones.3. Compare sus resultados.

Resultados I Parte. Fuerzas Intermoleculares.a) C2H5OH (Etanol)vsC3H6O (Acetona) H H H O HH C C OH H C C C H H H H H En este paso la sustancia que se evaporo primero fue la acetona

b) C4H10O (1-Butanol)vsC4H10O (ter etlico) H H H H H H H HH C C C C OHH C C O C C H H H H H H H H H La sustancia que se evaporo primero fue el ter etlico

II Parte. Difusin de los Lquidos Los lquidos utilizados aqu fueron el agua, etanol y aceite cocina, el proceso del colorante azul no la pudimos hacer ya que nosotros no llevamos el colorante azul. En el tubo de ensayo donde mezclbamos el aceite de cocina, el agua y el etanol; el aceite siempre quedo en el centro del agua que se colocaba arriba y el etanol abajo. Bueno y tambin observamos que se form en la parte superior del tubo de ensayo donde se encontraba el etanol un precipitado.

III Parte. Efecto de la presin sobre el punto de ebullicin Nosotros utilizamos una jeringuilla de 10 mL pero los resultados fueron los mismos, en donde, al alar el embolo hacia arriba se produjeron una serie de burbujas y al dejar de halar el embolo se volva al inicio o sea normal. Esto debido a que hacamos espacios en donde se formaban molculas de oxgeno y por eso las burbujas.

IV Parte. Tensin superficialEsta parte constaba de dos partes la primera era con agua, en donde al colocar la guaja sobre el agua esta floto. La segunda era con etanol pero en este paso el agua que colocamos sobre la sustancia no floto.

V Parte. Capacidad Humectante (fuerzas de adhesin y cohesin)Los resultados obtenidos fueron:La gota de mercurio en el vidrio reloj se movi con gran facilidad sobre esta superficie esto debido a que se repelen entre ellos.

La gota de agua en el vidrio reloj fue todo lo contario al mercurio, el agua tuvo menos movilidad esto debido a que ellos si se atraen. VI Parte. ViscosidadLos lquidos segn el tiempo que demoraron en salir en su totalidad de la pipeta estn ordenados de manera creciente. Tomamos como referencia para todos los lquidos un volumen de 5 mL.1. Agua = 0:7 s2. Alcohol = 0:8 s3. Glicerina = 0:36s4. Aceite de motor = 3:47 sVII Parte. Compresibilidad Los resultados obtenidos para cuando la jeringuilla estaba llena de agua fue que solamente se poda expandir pero no comprimir esto debido a que las molculas del agua se unieron y se form ms slido y esto haca difcil seguir comprimiendo.

En el caso del gas butano si fue ms fcil comprimirlo porque un gas tiene molculas ms dispersas y tambin porque toma la forma y el volumen del recipiente que la contiene y as de esa forma mientras ms presin ejercamos sobre el gas se comprima.

ComentariosDurante el laboratorio usamos nuestra lgica para deducir los resultados de un experimento. Como fue la de deducir los puntos de ebullicin de los lquidos.Aprendimos que las densidades, la presin, la temperatura estn directamente relacionadas. Y que la gravedad se encarga de organizar las cosas segn su densidad como vimos al agregar, agua, acetona y aceite en un vaso qumico.Vimos que al aumentar la temperatura del agua las burbujas de aire en el agua se expanden fcilmente y por ellos al tirar de la jeringa pareca que sala aire de la nada.Y aprendimos que no siempre el ms denso es el que queda abajo como en el caso donde la aguja floto sobre el agua. Esto ocurri porque tensin superficial del agua es ms fuerte que el peso que ejerce la aguja sobre el agua.

Cuestionario1. Explique los siguientes tipos de fuerzas de atraccin intermoleculares: fuerzas dipolo-dipolo, fuerzas de dispersin y enlace de hidrogeno.R/= fuerzas dipolo dipolo: consiste en la atraccin electroesttica entre el extremo positivo de una molcula polar y el negativo de otra.Fuerzas de dispersin: surge entre molculas no polares en las que pueden aparecer dipolos instantneos.Enlace de hidrogeno: se forman cuando un tomo donador, dona el tomo de hidrogeno unido covalentemente al de un tomo electronegativo aceptor

2. Explique en trmino de fuerza de atraccin la diferencia en las velocidades de evaporacin de las sustancias comparadas en la I PARTE.

3. en cul de los lquidos se difunde el colorante ms rpido? Explique.

4. Explique cul es la relacin que existe entre la temperatura, la presin y ebullicin.R/= El punto de ebullicin de un lquido es la temperatura a la cual la presin de vapor iguala a la presin atmosfrica. Esa es la relacin que guardan estos conceptos en la qumica.

5. Por qu las burbujas aparecieron cerca del punto de ebullicin del agua? Qu relacin tiene este hecho con la presin?R/= Porque el aire presente en el agua se expande por dilatacin trmica; en realidad siempre hay burbujas, pero son muy pequeas, al incrementarse la temperatura estas burbujas se expanden. La relacin que tiene este hecho es que al calentarse, la presin del gas aumenta (aire).

6. Cmo explica usted la diferencia de compresibilidad entre un gas y un lquido en trminos cintico molecular?R/= En los gases las distancias entre las molculas que la forman es muy grande en comparacin con el volumen del mismo; por ello se pude comprimir en mayor proporcin que en un lquido donde las molculas estn ms unidas.

7. Cules son los factores que entran en juego para el estudio de la tensin superficial? Cree usted que la aguja flota porque es menos densa que el agua.R/= las fuerzas de cohesin: es la traccin entre molculas que mantienen unidas las molculas.Adhesin: atraccin mutua entre superficies de dos cuerpos puestos en contacto.*No, creemos que flota porque el peso de la aguja al ser tan pequeo y estar distribuido de esa forma no es suficiente para romper la tensin superficial del agua.

8. Explique cuando se forma un menisco cncavo y cuando un convexo.R/= Cncavo: las molculas de un lquido y las del recipiente se atraen como el agua y el vidrio reloj.Convexo: cuando las molculas del lquido y las del recipiente se repelen como lo es el caso del mercurio y el vidrio reloj.

9. Cmo incide el material del cual est formada la pipeta como variable sobre la viscosidad de los lquidos?R/= Los factores que influye en la viscosidad son la temperatura, el peso molecular y la estructura molecular; por lo tanto el material de la pipeta no influye en nada.

10. Identifique las posibles fuentes de errores experimentales. R/= Alguno errores experimentales pueden ser: Medir mal las cantidades de los lquidos Descuadre del cronometro. No sacar el aire de la jeringuilla No colocar bien la aguja.

Conclusin En la realizacin de este experimento pudimos reconocer la relacin que hay entre cada liquido de acuerdo a sus propiedades, es decir cada liquido responde de diferente manera en cuanto a su viscosidad y su tensin superficialAdems de esto pudimos ver que cuando se aumenta la temperatura a un lquido este tiende a fluir de una manera ms rpida.Los lquidos son muy interesantes estdialos y aprender cada uno de ellos como lo vimos aqu, su tensin superficial, viscosidad, fuerza de adherencia y cohesin, entre otras ms estudiadas.

Bibliografa 1. Brady, J., Humiston, G., General Chemistry Principles and Structures, Trhird edition. Limusa Wiley chap.82. Summerlin, L.R., Bogford, J and Early, J. B., Chemistral Demostrations, vol.1,p.213. Sten, M.A. Chemical education, 1987, pgina 65.