2016
MANUAL DE PRACTICAS
TERMODINÁMICA
NOMBRE DEL ALUMNO:
________________________________________________________________
___________________________________________________
PROFESOR (A):
M. C. Mónica Villalobos
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practicas termodinamica, Guías, Proyectos, Investigaciones de Termodinámica
manual de practicas de termodinamica
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
2017/2018
1 / 61
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MANUAL DE PRACTICAS
TERMODINÁMICA
NOMBRE DEL ALUMNO:
________________________________________________________________
___________________________________________________
PROFESOR (A):
M. C. Mónica Villalobos
S.E.P. S.E.S D.G.E.S.T.
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AGUASCALIENTES SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA DEPTO. DE INGENIERÍA QUÍMICA Y BIOQUÍMICA
ING. QUÍMICA
Manual de Prácticas de:
Termodinámica
Elaboró: Ing. Edgardo García Franchini
Colaboró en Revisión: Ing. Mario Ávila Parra
Enero 2007
- Seguir las instrucciones del profesor de laboratorio para el desecho de todos los materiales de laboratorio. La mayoría de los productos químicos no deben ser arrojados al drenaje.
- Todos los metales tóxicos y solventes halogenados deben recolectarse para un desecho adecuado.
- Utilizar solamente la cantidad requerida de reactivo; el material en exceso no puede regresarse al frasco del reactivo; es un “desecho”. Una vitrina con luz es un medio excelente para conservar los reactivos.
- El equipo de laboratorio es delicado y costoso; se debe aprender a utilizarlo correctamente; ó se pide ayuda siempre que necesite.
- Tener cuidado con el material de laboratorio que esté fragmentado o roto; deposírtalo en la caja para reciclado de vidrio.
2. Conocer los reactivos del laboratorio.
Algunos productos químicos son tóxicos y todos pueden causar daño si se utilizan incorrectamente. Deben estudiarse las características y propiedades de los reactivos, antes de utilizarlos en un experimento. Leer el manual de prácticas de laboratorio y el libro de texto, platicar con el instructor de laboratorio y si aún hay dudas ¡hacer todas las preguntas que sean necesarias para despejarlas!
La hoja de datos de seguridad e materiales (MSDS, por sus siglas en inglés) presenta una descripción de los peligros que un material puede poseer.
Códigos de almacenamiento de productos químicos; los productos químicos del mismo color de grupo normalmente pueden almacenarse juntos; las excepciones se describen en la etiqueta.
Peligro a la salud (azul), reactivo y oxidante (amarillo), inflamable (rojo), corrosivo (blanco), mínimo peligro (verde).
3. Reglamento del laboratorio.
▪ Utilizar bata en todas las sesiones de trabajo y análisis. ▪ Utilizar mascarilla, anteojos de seguridad y guantes cuando se trabaje con materiales peligrosos. ▪ Al inicio de cada experimento en los equipos o técnicas que usen cilindros de gas, anotar condiciones de éstos en pintarron o similar. ▪ Cumplir con el horario establecido para una práctica o una jornada. ▪ Nunca pipetear líquidos con la boca; usar pipetas automáticas. ▪ Seguir las recomendaciones de asesores para el tratamiento de los residuos de las prácticas. ▪ Al terminar la práctica revisar que los equipos estén apagados. ▪ Al finalizar la práctica dejar limpia su área de trabajo y los equipos usados. ▪ No consumir alimentos ni bebidas dentro de las áreas de trabajo y mantener una seriedad adecuada. ▪ No se permiten palabras soeces ni altisonantes. ▪ Por ningún motivo fumar dentro del laboratorio. ▪ No usar cachucha alumnado en general.
4.- Relación de Prácticas
PRÁCTICA NO. 1
Densidad PRÁCTICA NO. 2 Determinación del peso especifico PRÁCTICA NO. 3 Termometría de gases PRÁCTICA NO. Coeficiente de dilatación cúbica en los gases y los líquidos PRÁCTICA NO. Determinación de la presión PRÁCTICA NO. 6 Ley de Boyle y Mariotte PRÁCTICA NO. 7 Ley de charles PRÁCTICA NO. 8 Equivalencia entre energía eléctrica Y calorífica PRÁCTICA NO. 9 Calor específico de sólidos
responder a ellos con los ajustes necesarios en la concentración, la temperatura, la presión y otras variables.
3. Experimentación
Material y Equipo
Balanza analítica 4 picnómetros 4 pipetas de 10 ml Baño maria Termómetro 1 probeta de 15 ml 1 pinza para crisol Papel secante
Reactivos
Glicerina Lubricante Aceite vegetal Agua
4. Procedimiento
Parte 1:
a) Obtener el peso del picnómetro vacío y limpio (W).
b) Medir 10 ml (V 1 ) de una sustancia y colocarla en el picnómetro.
c) Pesar el picnómetro con la sustancia (W 1 ).
d) Después de lo anterior, añada 4 ml (V 2 ) de la sustancia y vuelva a pesar el picnómetro (W 2 ).
e) Obtenga el peso de la muestra de la siguiente manera:
M 1 W 1 W M 2 W 2 W 1
f) Con los pesos obtenidos, determinar las relaciones (masa / volumen) y (volumen / masa) de la siguiente manera:
Para (masa / volumen):
ml
W W
V
M
1 1
1 1
ml
W W
V
M
2 1 2
2 2
Para (volumen / masa):
W W
ml M
V
V
1 1
1 1
ˆ^10
2 2 1
2 2
W W
ml M
V
V
Parte 2:
a) Tomar el picnómetro con los 14 ml del reactivo de la parte anterior y proceda a calentarlo a baño maria hasta alcanzar los 50 °C, evitando pérdidas de vapor.
b) Cuando logre la temperatura, pesar rápidamente (W 3 ) y mida también el volumen (V 3 ).
c) Con los datos anteriores, calcular las relaciones (masa / volumen) y (volumen / masa) de la siguiente manera:
Para (masa / volumen):
3
3 3
3 3 V
W W
V
M
Para (volumen / masa):
W W
V
M
V
V
3
3 3
3 ˆ 3
d) Repita en cada una de las sustancias problema, lo anterior.
e) ¿La densidad es una propiedad intensiva o extensiva?
f) Mencione un método para determinar la densidad, aparte de utilizar el densímetro y explíquelo.
g) ¿Qué importancia tiene en la industria determinar la densidad?
h) ¿Qué es la densidad absoluta y la densidad relativa?
6. Resultados y dibujos de la práctica:
S.E.P. S.E.S D.G.E.S.T.
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AGUASCALIENTES SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA DEPTO. DE INGENIERÍA QUÍMICA Y BIOQUÍMICA
Termodinámica
Práctica No. 2
Determinación del peso específico
1. Objetivo del aprendizaje
El alumno comprenderá el concepto de peso específico, manejará el picnómetro y el densímetro para determinar el peso específico de diversas sustancias.
2. Fundamento Teórico
Los métodos comunes para determinar la densidad y el peso específico en la industria se basan en el principio de Arquímedes. El empuje vertical de abajo a arriba que ejerce un líquido sobre un cuerpo sumergido es igual al peso del volumen del líquido desalojado por el cuerpo.
El aerómetro basado en el principio antes expuesto, ha encontrado una aplicación considerable en la tecnología por su sencillez y comodidad.
El uso de este aparato ha originado diversas unidades arbitrarias de peso específico o grados, ideadas para determinadas clases de solutos en el control industrial de líquidos.
El densímetro es un instrumento flotante que indica el peso específico de un líquido, cuando este se hunde hasta cierta profundidad corresponde a la densidad de dicho líquido.
Existen dos clases de densímetros:
a) Densímetro de peso constante y volumen de sumersión variable.
b) Densímetro de peso variable y volumen constante, que se sumerge hasta una marca determinada en el vástago.
Los más comunes son los de la primera clase, uno para líquidos más pesados que el agua y otros para líquidos menos pesados. Los mejores densímetros se constituyen de manera que indiquen directamente el peso específico a la temperatura adecuada, los más usados son los de Baume, Gay-Lussac y Brix.
El densímetro Baume consta de un tubo de vidrio en cuyo fondo tiene mercurio o perdigones pequeños, inmediatamente por arriba de los cuales esta el bulbo, las marcas que lleva en el tallo el densímetro se llaman grados.
Para convertir los grados Baume (° Be) en peso específico existen formulas sencillas, las siguientes formulas parten del peso específico a 60 ° / 60 °F.
Para los líquidos menos pesados que el agua corresponde:
Pe
Be
Pe
AP
Para líquidos más pesados que el agua se tiene lo siguiente:
Pe
Be
3. Experimentación
Material y Equipo
Picnómetro Hidrómetro universal Lactómetro Termómetro Brixómetro (Sacarímetro) Alcoholímetro Hidrómetro °API 6 probetas de 500 ml
c) Sumerja el densímetro en el líquido dando un leve giro para evitar que se adhiera a las paredes de la probeta. Tenga cuidado de no aplicar demasiada fuerza al girar o sumergir ya que puede romperse el densímetro.
d) Registrar el dato que reporta la escala, ya que el hundimiento del densímetro corresponde a la densidad de dicho líquido.
e) Repetir el procedimiento para cada densímetro con diferentes muestras.
f) Reportar los datos en la siguiente tabla:
Sustancia Picnómetro (gr / cm^3 )
Hidrómetro universal
Sacarímetro (° Brix)
Alcoholímetro (° Gay-Lussac)
Lactómetro (gr / cm^3 )
Hidrómetro (° API) Benceno Alcohol Etc.
5. Cuestionario
a) ¿Qué es el peso específico?
b) ¿Qué es un densímetro Baume?
c) ¿Qué es un densímetro Gay-Lussac?
d) ¿Qué se puede concluir por utilizar el picnómetro?
6. Resultados y dibujos de la práctica
S.E.P. S.E.S D.G.E.S.T.
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AGUASCALIENTES SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA DEPTO. DE INGENIERÍA QUÍMICA Y BIOQUÍMICA
Termodinámica
Práctica No. 3
Termometría de gases
1. Objetivo del aprendizaje
Comprender y explicar el principio en el que se basa el termómetro de gases a presión constante.
2. Fundamento Teórico
Aunque el termómetro de mercurio es el más conocido y el más ampliamente utilizado, no es tan exacto como muchos otros termómetros. Así mismo, el mercurio se congela aproximadamente a – 40 °C, restringiéndose el intervalo en el cual puede emplearse. Un termómetro muy exacto con intervalo de medición muy amplio puede constituirse empleando las propiedades de un gas. Todos los gases, cuando se calientan se dilatan aproximadamente de la misma forma. Si la dilatación se evita manteniéndolo el volumen constante, la presión aumentará proporcionalmente con la temperatura.
En general, hay dos clases de termómetros de gas; el primero mantiene la presión constante y utiliza el aumento en volumen como indicador y se llama termómetro a volumen constante y mide el aumento de presión en función de la temperatura. En la siguiente figura se muestra un termómetro a volumen constante:
El gas se coloca dentro del bulbo y la presión que se ejerce se mide mediante el manómetro de mercurio. A medida que la temperatura del gas aumenta, este se dilata, forzando a que descienda el nivel de mercurio en el extremo cerrado del tubo y que suba en el extremo abierto del tubo.
A fin de mantener constante el volumen del gas, el nivel del tubo abierto debe elevarse hasta que el nivel de mercurio en el tubo cerrado coincida con la marca de referencia R. La diferencia entre los dos niveles de mercurio es entonces una indicación de la presión del gas a volumen constante.
Los termómetros de gas resultan muy útiles debido a su casi ilimitado intervalo de medición.
3. Experimentación
Material y Equipo
Parilla 1 matraz Kitazato de 250 ml Vaso de precipitados de 250 ml Manómetro Tapón monohoradado Cinta métrica Baño maria Termómetro Manguera