Manual de Prácticas de Laboratorio de Termodinámica
Manual de Prácticas de Laboratorio de Termodinámica
Manual de Prácticas de Laboratorio de Termodinámica
Prácticas de
Laboratorio de
Termodinámica
Universidad Nacional de
Colombia, Sede Medellín
Contenido
1.1 Procedimiento
Cerciórese que la balanza no presente trazas de algún procedimiento anterior, para ello prenda la
bomba de vacío, abra la válvula de evacuación hasta obtener el máximo vacío en el sistema, en ese
momento la presión en el manómetro se debe estabilizar y se cierra la válvula.
Se abre la válvula de ingreso del gas de referencia (aire) lentamente, hasta que la línea que se
encuentra en la mirilla se ubique entre las dos líneas del extremo anterior del flotador interno de la
balanza.
Registre la lectura de presión manométrica.
Realice este procedimiento varias veces (mínimo cinco), haciendo succión e inyección del gas de
referencia y registrando la presión.
Retire las trazas del gas de referencia haciendo vacío, e inyecte el gas problema con el mismo
procedimiento descrito anteriormente para el gas de referencia.
Realice ocho lecturas de las cuales las tres primeras se descartan ya que sirven como purga del sistema.
NOTA: El gas problema se encuentra almacenado en un cilindro. Para introducirlo al sistema debe conectar
una manguera desde el regulador de doble etapa ubicada a la salida del cilindro hasta la conexión de
entrada al sistema. Solicite instrucciones con el técnico del laboratorio para el manejo del regulador y la
manipulación del cilindro.
1.2 Montaje
No Disponible.
2.1 Procedimiento
Cerciórese de que el equipo esté conectado como aparece en la Figura y que las conexiones de las
mangueras estén bien unidas para evitar fugas de aire en las uniones de los conductos.
Inyectar rápidamente aire al recipiente con el inflador que se muestra en la Figura, hasta alcanzar una
presión máxima sin que se rebose el fluido manométrico. (anotar dicha presión).
Doble rápidamente la manguera en forma de U y sujétela con una pinza, para impedir el retorno de aire.
Deje que la presión dentro del recipiente se estabilice y anote este valor.
Expanda el gas levantando el tapón del botellón por un instante, permitiendo que los niveles del fluido
manométrico se crucen, esto garantiza que el sistema estuvo en algún momento a presión atmosférica.
Anote el valor de la presión en equilibrio.
Repita el procedimiento anterior cuantas veces lo permita la lectura en el manómetro.
Repita el experimento varias veces.
2.2 Montaje
3.1 Procedimiento
Para hallar el calor de neutralización se requiere de un balance de energía, el cual involucra la capacidad
térmica del frasco (constante del frasco), la cual se halla realizando el procedimiento anterior pero con agua
fría y caliente tal como se describe a continuación.
3.2 Montaje
(a) (b)
Figura 2. (a). Montaje Calorimetría, (b). Calorímetro
4.1 Procedimiento
4.2 Montaje
5.1 Procedimiento
5.2 Montaje
6.1 Procedimiento
6.2 Montaje
El extremo del tubo que penetra en el tapón de Erlenmeyer debe quedar con la parte inferior de este.
Asegure bien el tapón y marque su nivel en el cuello del Erlenmeyer, pegando una tira de cinta adhesiva
alrededor de éste.
Caliente el agua del Beaker hasta ebullición y continúe calentando durante 5 minutos. El aire del frasco
debe estar ahora a la misma temperatura del agua, mida esta temperatura y anótela.
Mientras se está efectuando el calentamiento, llene una cubeta grande con agua; retire el frasco del baño
de caliente, tape finalmente la tapa del tubo con su dedo índice y sumérjalo invertido dentro del agua de la
cubeta (durante un momento). Quite el dedo del tubo. Mantenga el frasco sumergido durante 5 minutos
para que la temperatura del aire en el frasco se iguale a la del agua, mida esta temperatura y anótela.
8.1 Procedimiento
Adicional el líquido en el matraz de destilación aproximadamente hasta el tercio (un poco mas arriba de la
pantalla).
Procure que la escala termométrica este visible al menos en 50 ºC. por debajo del punto de ebullición a 1
atm.
Se calienta la camisa de calefacción eléctrica colocada directamente bajo el matraz.
Cuando manómetro y termómetro alcanzan la mayor estabilidad, se hacen las lecturas simultáneamente
posibles. La escala del termómetro debe leerse con una aproximación de 0.1 ºC y el vapor debe
condensarse y gotear por el bulbo del termómetro, lo que indica que se ha alcanzado la temperatura de
equilibrio.
Al hacerse la lectura del manómetro, anotar la posición de cada menisco (h1 y h2) manteniendo la visual al
nivel del menisco para evitar errores de paralaje. Hágase las lecturas con una aproximación de 0.1mm
Durante la prueba, tómese varias veces la temperatura del aire junto al manómetro.
8.2 Montaje
Descripción del termómetro: Es un termómetro digital que indica la temperatura en el prisma principal,
medida directamente por el termistor. La caja del termómetro contiene también el transformador para
proporcionar energía a los ensambles de iluminación.
Instalación:
Conectar el cable de corriente del refractómetro en un contacto eléctrico de 110 V.
Calibración:
Abrir el prisma secundario (C) girando de apertura (G) (fig. 1)
Colocar 2 o 3 gotas de agua destilada en el centro de la superficie del prisma principal (B).
Cerrar cuidadosamente el prisma secundario (C).
Observar por el ocular (A).
Si se tiene en el campo de refracción del ocular un haz de colores (fig. 5), girar la perilla de compensación
de color (H) hasta obtener una zona clara y otra oscura perfectamente definidas y divididas por una línea
(fig. 6).
Si ya se tiene una zona clara y una oscura con su línea divisoria perfectamente definida, entonces: girar la
perilla de manejo de escala (I) hasta hacer que la línea divisoria atraviese el centro de la cruz (fig. 7).
Leer así el índice de refracción con 4 decimales en la escala superior del campo de escalas.
Si el índice de refracción es 1.3333, iniciar la determinación del índice de refracción de las muestras.
Si el índice de refracción es diferente de 1.3333, ajustar la escala:
o Colocar el destornillador del refractómetro en el tornillo de ajuste de escala (J)
o Observar por el ocular (A)
o Girar el destornillador lentamente hasta obtener una lectura de 1.3333.
Figura 12. Montaje Análisis termodinámico del ELV en sistemas binarios de líquidos miscibles.
A. Refractómetro
B. Estufa
C. Condensador
D. Destilador
E. Soporte universal
F. Termómetro
G. Llave para tomar muestras de vapor condensado
9.3 Procedimiento
Prepare las soluciones que se muestran en la siguiente tabla, cada una en un beaker y tomar el índice de
refracción de cada una de ellas.
Vierta en el destilador (H) 50 ml de cloroformo, calentar hasta ebullición y tomar el dato de temperatura.
Tome el dato del índice de refracción de la muestra líquida y del vapor condensado.
Agregue 5 ml de acetona al destilador (H), calentar hasta ebullición y tomar el dato de temperatura.
Repita el paso anterior y detenerse cuando al agregar más cantidad de acetona la temperatura se
mantenga constante.
Apague la fuente de calor y limpiar el equipo.
Repita todos los pasos descritos anteriormente iniciando en el destilador con 50 ml de acetona y agregar
de a 5 ml de cloroformo.
10.1 Procedimiento
Llene los balones volumétricos 1 y 2 con 200 ml de agua y 200 ml de tolueno respectivamente.
Encienda la estufa 1 a fuego alto y la estufa 2 a fuego medio o bajo.
Recolecte en un Beaker el condensado inicial hasta que se llegue a una temperatura constante. Para
garantizar que las muestras que se van a analizar están en equilibrio.
Recolecte 3 muestras, cada una de 50 ml del condensado en 3 probeta graduada.
Vierta cada una de las muestras en tres embudos de separación. (Muestra 1 embudo 1).
Deje en reposo las 3 muestras que se encuentran en los embudos.
Efectúe la separación del agua y del tolueno. Deposite cada uno de los componentes en diferentes
probetas previamente pesadas.
Mida la masa de agua y tolueno separado.
10.2 Montaje
C
A1
A2
B1
B2
Figura 13. Montaje Análisis termodinámico del ELV en sistemas binarios de líquidos inmiscibles.
11.1 Procedimiento
11.2 Montaje
A. Termómetro
B. Agitador disolución
C. Recipiente disolución
D. Recipiente. Chaqueta de aire
E. Recipiente solución enfriadora
F. Agitador
G. Solución enfriadora
Figura 14. Montaje Análisis termodinámico del equilibrio sólido-líquido de un sistema binario.
12.1 Procedimiento
Cuantifique el volumen de ácido acético presenta en cada una de las fases. Realizando la titulación de cada
una de las fases separadas con una solución de hidróxido de sodio (NaOH) 1N y utilizando fenolftaleína
como indicador.
Realice el procedimiento 2 al 6 para cada una de las siguientes soluciones
12.2 Montaje
Figura 15. Montaje Análisis termodinámico del equilibrio sólido-líquido de un sistema binario.
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Práctica 13. Análisis termodinámico del equilibrio en reacciones químicas.
13.1 Procedimiento
Tape todos los balones con papel de aluminio. Para evitar la evaporación de los componentes de las
soluciones.
Deje en reposo todos las soluciones durante 48 horas agitando ocasionalmente.
Tabla 12.Titulación.
Solución Volumen (ml) Alícuota Volumen gastado (ml) NaOH
1
2
3
4
5
6
7
14.1 Procedimiento
Tabla 13.Toma de Datos Estudio cinético de la reacción de descomposición del peróxido de hidrógeno.
Volumen desplazado (ml) Tiempo (seg)
14.2 Montaje
Figura 17. Montaje Estudio cinético de la reacción de descomposición del peróxido de hidrógeno.
15.1 Procedimiento
15.2 Montaje
Figura 18. Montaje Estudio cinético de la reacción de saponificación del Etil Acetato.
16.1 Procedimiento
17.1 Procedimiento
17.2 Montaje
A1 o A2
18.1 Procedimiento
Coloque en el Beaker del lado izquierdo X ml de solución 0.1M de sulfato de zinc (ZnSO4) y sumergir en
esta una lámina de zinc previamente pulida (Zn).
Coloque en el Beaker del lado derecho X ml de solución 0.1M de sulfato de cobre (CuSO4) y sumergir en
esta una lámina de cobre previamente pulida (Cu).
Llene la cubeta con agua en estado líquido y sólido.
Coloque el puente salino de cloruro de potasio (KCl) de modo que se conecten por medio de este las
soluciones de los dos Beaker.
Encienda el motor, dejarlo a velocidad constante.
Tomar datos de potencial y temperatura. La temperatura la vamos aumentando con la función de
calentamiento del motor.
18.2 Montaje
19.1 Procedimiento
Pesar el mechero para determinar cuánto alcohol etílico tiene antes de comenzar a operar la máquina.
Pesar ó medir el volumen de agua en cada uno de los recipientes de maquina térmica.
Prender el mechero y acercarlo a la caldera.
El agua en la caldera es calentada hasta evaporación, el vapor que se produce servirá como fluido que
forzará el agua que se encuentra en el recipiente siguiente; en el cual el agua se elevara por efecto de
la presión del vapor de la misma.
Determinar cuánto de alcohol se gastó (por diferencia de peso).
19.2 Montaje
Caldera