reporte 3 quimica 4

7/25/2019 Reporte 3 quimica 4

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1. RESUMEN

En la prctica No. 3, se midi la tensin superficial del agua (H2O),

etanol al 98 (!2H"O) # acetona (!3H"O), dentro de un inter$alo esta%lecido

de temperaturas. &e 'io por medio de tu%os capilares, a los cuales una $e

alcanada la temperatura, se sumergan dentro del l*uido # se medan lasalturas a la *ue ascendieron los l*uidos, este dato sir$i posteriormente en la

frmula de la tensin superficial+ tam%in se calcul la densidad del l*uido una

$e alcanada la temperatura deseada. &e lleg a las siguientes ecuaciones

encontradas por medio de grficas, tensin superficial $s temperatura- etanol

98 # /.//2901/./83 con una correlacin de 4 /.8/5+ agua # 6/.//93017.8

con una correlacin de 4 /."237+ acetona # 6/.//3301/.58"5 con una correlacin

de 4 /.2295. &e tra%a a temperatura am%iente de 25:! # una presin de /.8 atm.

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2. OBJETIVOS

Objetivo general

7. Esta%lecer un modelo matemtico *ue descri%a la tensin superficial de

los l*uidos.

Objetivos espec!icos

7. !alcular las incertidum%res de las medidas para 'allar la tensin.2. Esta%lecer por graficas una relacin entre la tensin superficial con la

temperatura+ tensin superficial $s temperatura con su correlacin.

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". M#R$O TE%RI$O".1. Tensi&n s'per!icial

En *umica se denomina tensin superficial de un l*uido a la cantidad de

energa necesaria para aumentar su superficie por unidad de rea. Esta

definicin implica *ue el l*uido tiene una resistencia para aumentar su

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superficie. Este efecto permite a algunos insectos, como el apatero (;erris

lacutris), desplaarse por la superficie del agua sin 'undirse.


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em%argo, en la superficie 'a# una fuera neta 'acia el interior del l*uido.

igurosamente, si en el e0terior, aun*ue en la realidad esta fuera es

desprecia%le de%ido a la gran diferencia de densidades entre el l*uido # gas.

Otra manera de $erlo es *ue una molcula en contacto con su $ecina est en

un estado menor de energa *ue s no estu$iera en contacto con dic'a $ecina,

las molculas interiores tienen todas las molculas $ecinas *ue podran tener,

pero las partculas del contorno tienen menos partculas $ecinas *ue las

interiores # por eso tienen un estado ms alto de energa. ?ara el l*uido, el

disminuir su estado energtico es minimiar el n=mero de partculas en su

superficie.

Energticamente, las molculas situadas en la superficie tienen ma#or energa

promedio *ue las situadas en el interior, por lo tanto la tendencia del sistema

ser disminuir la energa total, # ello se logra disminu#endo el n=mero de

molculas situadas en la superficie, de a' la reduccin de rea 'asta el mnimo

posi%le.

!omo resultado de minimiar la superficie, est asumir la forma ms sua$e

*ue pueda #a *ue est pro%ado matemticamente *ue las superficies

minimian en el rea por la ecuacin de Euler6


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/, #a *ue para aumentar el estado del l*uido en contacto 'ace falta

lle$ar ms molculas a la superficie, con lo cual disminu#e la energa del

sistema # es o la cantidad de tra%ao necesario para lle$ar una molcula a

la superficie.

depende de la naturalea de las dos fases puestas en contacto *ue, en

general, ser un l*uido # un slido. >s, la tensin superficial ser igual por

eemplo para agua en contacto con su $apor, agua en contacto con un gas

inerte o agua en contacto con un slido, al cual podr moar o no

($ase capilaridad) de%ido a las diferencias entre las fueras co'esi$as

(dentro del l*uido) # las ad'esi$as (l*uido6superficie).

se puede interpretar como un fuera por unidad de longitud (se mide en

NAmB7). Esto puede ilustrarse considerando un sistema %ifsico confinado

por un pistn m$il, en particular dos l*uidos con distinta tensin

superficial, como podra ser el agua# el 'e0ano. En este caso el l*uido con

ma#or tensin superficial (agua) tender a disminuir su superficie a costa de

aumentar la del 'e0ano, de menor tensin superficial, lo cual se traduce en

una fuera neta *ue mue$e el pistn desde el 'e0ano 'acia el agua.

El $alor de depende de la magnitud de las fueras intermoleculares en el

seno del l*uido. @e esta forma, cuanto ma#or sean las fueras de co'esin

del l*uido, ma#or ser su tensin superficial. ?odemos ilustrar este eemplo

considerando tres l*uidos-'e0ano, agua# mercurio. En el caso del

'e0ano, las fueras intermoleculares son de tipo fueras de Fan der Gaals.El agua, aparte de la de Fan der Gaals tiene interacciones de puente de

'idrgeno, de ma#or intensidad, # el mercurio est sometido alenlace

metlico, la ms intensa de las tres. >s, la de cada l*uido crece del

'e0ano al mercurio.

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https://es.wikipedia.org/wiki/Capilaridadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttps://es.wikipedia.org/wiki/Hexanohttps://es.wikipedia.org/wiki/Hexanohttps://es.wikipedia.org/wiki/Hexanohttps://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttps://es.wikipedia.org/wiki/Mercurio_(elemento)https://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzas_de_Van_der_Waalshttps://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_met%C3%A1licohttps://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_met%C3%A1licohttps://es.wikipedia.org/wiki/Capilaridadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttps://es.wikipedia.org/wiki/Hexanohttps://es.wikipedia.org/wiki/Hexanohttps://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttps://es.wikipedia.org/wiki/Mercurio_(elemento)https://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzas_de_Van_der_Waalshttps://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_met%C3%A1licohttps://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_met%C3%A1lico


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?ara un l*uido dado, el $alor de disminu#e con la temperatura,de%ido al

aumento de la agitacin trmica, lo *ue redunda en una menor intensidad

efecti$a de las fueras intermoleculares. El $alor de tiende a cero

conforme la temperatura se apro0ima a la temperatura crticacdel

compuesto. En este punto, el l*uido es indistingui%le del $apor, formndose

una fase continua donde no e0iste una superficie definida entre am%os,

desapareciendo las dos fases. >l 'a%er solamente una fase, la tensin

superficial $ale /.

".+. T'bos capilares

am%in llamado accin capilar, es otro eemplo de tensin superficial, el efecto

de la formacin del menisco se magnifica aprecia%lemente en los tu%os con un

dimetro pe*ueIo, llamados tu%os capilares.

(ig'ra 2. >ccin capilar

!uando las fueras de ad'esin (l*uido6superficie) e0ceden a la fuera deco'esin (l*uido6l*uido), el l*uido contin=a ascendiendo por los lados del tu%o

'asta *ue alcana el e*uili%rio entre las fueras de ad'esin # el peso del

l*uido.

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https://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttps://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttps://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_cr%C3%ADticahttps://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttps://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_cr%C3%ADtica


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7 JeaDer de 7//mcetona

0 10 20 30 40 50 60

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

f(x) = - 0x + 0.49

R = 0.23

Tensin superfcial vs temperatura

Tensin

Linear (Tensin)

Temperatura

Tensin

Luente- ela%oracin propia

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=. $ON$-USIONES

1. El modelo matemtico *ue se esta%leci para la tencin superficial fue

por medio de la densidad, la altura *ue ascendi o descendi a

diferentes temperaturas, el radio del tu%o capilar # la gra$edad.

uedando de la siguiente manera-T=

rgh

2

2.


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:. RE(EREN$I#S BIB-IOR>(I$#S

7. 'eodore JroRn. (2/77). Qumica la ciencia central, 77$a. Edicin,

S0ico, ?rentice6Hall, pp. 558.2. Nicols &nc'es. (2//9). Ciencia y tecnologa Fisicoqumica, "ta.

Edicin, ?.G. >tDins (7998) O0ford Tni$ersit# ?ress, p 868"2.3. Ura N.


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9.1. ,atos originales

9.2. M'estra )e c0lc'lo

Densidad

?ara calcular la densidad de la sustancia, se pes el l*uido a diferentes

temperaturas # se asumi *ue el $olumen es constante.

=m

v [Ecuacin1]

@onde-

densidad (gm


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Tensin Superficial

?ara el clculo de tensin superficial se utili la frmula-

T=rgh

2[Ecuacin2]

@onde-

densidad (QgmP3)

r radio del tu%o capilar (m)

g gra$edad (msP2)

' altura a la *ue ascendi el l*uido en el capilar (m)

?ara el reacti$o de etanol al 98, se tiene una densidad de /.7gm< a

:!, el radio del tu%o capilar es de /.//9m, la atura ascendi a /./723m,

sa%iendo *ue la gra$edad es de 9.8msP2, se calcul la tensin-

T=(100Kg/m3)(0.009m)(9.8m /s2)(0.0123m)

2=0.05439N/m

@e la misma manera se calcularon las tensiones superficiales del agua #

acetona.

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9.". ,atos calc'la)os

Tabla 2. esultado del clculo de densidad a diferentes temperaturas para el

etanol a 98

Te3perat'ra 56$7 ,ensi)a) 5g83-7 /.7

7/ /.7

7 /.7

2/ /.7

3/ /.75/ /.7

/ /.7

Luente-


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7/ /.859

7 /."8"

2/ /."93/ /.23/

5/ /.2/

/ /.35/

Luente-


24/28

/./539 7.73 /.5353

7/ /.75772 7.35"8 /.5"7

7 /.75/" 7.5/9 /.57352/ /.73 7."229 /.997

3/ /.78/8 7.79"" /.2/2

5/ /.79 7.2289 /.29

/ /.22/ 7.779/ /.3858

Luente- ltura /./// m

@ensidad 7 DgmP3

;ra$edad /./2 msP2

Luente-


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Tensi&n,istrib'ci&n

Nor3al

/./539 7.22257"/.75772 .2/893"395

/.755/" .3/857923

/.753 .58829/82

/.78/87 "./85557

/.797 ."33/3

/.22/ 3.83588/82

Luente-


26/28

/.29" 2.23//8"28

/.38585" 3.55"283

Luente- gua 7.3"2 7.9" /."

>cetona /.5/" /.8 /./5

Luente-


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orri!a 1 orri!a 2 orri!a 3 orri!a 4 orri!a 5 orri!a 6 orri!a 7

1.571.35

1.451.62

1.2 1.23 1.12

1.96 1.96 1.96 1.96 1.96 1.96 1.96

0.77 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77

Tensin superfcial (N/m) Agua

Tensin Ls Li

Luente- ela%oracin propia

ra!ica


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