Fusion y Solidificacion de La Naftalina - Fisica II - Unmsm
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“AÑO DE LA CONMEMORACIÓN DE LOS 450 ANIVERSARIO DE LA U.N.M.S.M.”
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
(UNIVERSIDAD DE PERÚ, DECANA DE AMÉRICA)
CURSO: LABORATORIO DE FÍSICA II
PROFESOR: OCTAVIO FASHE
RAYMUNDO
TEMA:“FUSION Y SOLIDIFICACION DE LA NAFTALINA.”
NOMBRE DE LAS IMNTEGRANTES
CHAVEZ HUAROTE SELMA PONCE RAMÍREZ YANIRA VALLEBUONA PEÑA MELISSA
2001-II
OBJETIVO
- Determinar el punto de fusión y de
solidificación de la naftalina.
FUNDAMENTO TEÓRICO
Al cambio de estado de sólido a líquido se le
denomina fusión, la temperatura asociada a
este cambio de le denomina punto de fusión.
Al cambio de estado de líquido a sólido se le
denomina solidificación, la temperatura asociada
a este cambio se le denomina punto de
solidificación.
En estos cambios de estado necesariamente
existe una energía térmica que es absorbida o
desprendida por el cuerpo y tiene la finalidad
de hacer más activas las moléculas que se
encuentran ligadas por fuerzas atractivas o en
todo caso las reagrupa.
VOLATILIZACIÓN - SUBLIMACIÓN
Sólo algunas sustancias pueden pasar del estado SÓLIDO al GASEOSO y del GASEOSO al SÓLIDO, sin pasar por el estado líquido intermedio. Comercialmente esta propiedad es aprovechada en la NAFTALINA, que tiene facilidad para pasar del estado SÓLIDO al estado de VAPOR.
Explicación del gráfico:
Calentamos en un vaso de precipitados el IODO SÓLIDO, veremos que se transforma en VAPOR, sin pasar por el estado LÍQUIDO, este proceso se llama VOLATILIZACIÓN.
Este vaso de precipitados lo tapamos con una superficie fría, en este caso un balón al que le agregamos agua, para evitar que el vapor de iodo eleve peligrosamente su temperatura.
El VAPOR de IODO chocará con el fondo del balón, y la rápida disminución de la temperatura hará que el IODO vuelva al estado SÓLIDO en la forma de pequeños cristales, que podremos observar si levantamos, como se muestra a la izquierda, el balón.
VOLATILIZACIÓN es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado SÓLIDO al GASEOSO, por aumento de la temperatura, sin
pasar por el estado líquido intermedio.
SUBLIMACIÓN es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado GASEOSO al SÓLIDO, por disminución de la temperatura, sin pasar por el estado líquido intermedio.
PROCEDIMIENTO
Primeramente los materiales:
- 01 Equipo de calentamiento (Mechero
Bunsen).
- 01 Soporte universal
- 01 Tubo de prueba
- 01 Vaso pirex
- 02 Termómetros.
- Agarraderas.
- Naftalina.
- 01 Agitador.
- 01 Cronómetro.
Procedimiento:
a) Coloque dentro del tubo de prueba la
naftalina y un termómetro que algunas
veces puede servir como agitador.
b) Llene el Pirex con 400 ml de agua.
c) Coloque el sistema - Tubo de pruebas
(naftalina + termómetro dentro del pirex
mas un termómetro adicional. Como se
muestra en la figura N 1.
d) Caliente el agua y lea el termómetro del
tubo de prueba hasta que la naftalina
comience a fundirse. Observar la
temperatura de ambos termómetros, la del
tubo de prueba y la del agua mientras esta
dando lugar la fusión.
e) Retirar el tubo de prueba con la naftalina
fundida. Mida la temperatura a la cual la
naftalina comienza a solidificarse.
f) Quite el termómetro y dejar que la naftalina
se solidifique completamente, observe la
cavidad en la superficie de la naftalina
solidificada.
Segunda Parte
a) Repetir el procedimiento anterior pero con
100 ml de agua en el pirex, caliente hasta
que la temperatura de la naftalina fundida
se aproxime a 100C.
b) Retire el tubo de prueba y dejar que la
naftalina se solidifique. Mida la
temperatura cada medio minuto. Agite
nuevamente con el termómetro cuyo bulbo
debe estar en el centro de la naftalina
líquida cuando la lectura es tomada.
c) Interrumpa el experimento cuando la
temperatura ha llega próxima a 70C.
DATOS Y RESULTADOS
TABLA N#1
VA= 400 ml MN= 2,89
t (S)
T (C)
VA = Volumen de agua
MN = Masa de la naftalina
TA = Temperatura del H2O (en el mismo
proceso)
TFN = Temperatura de fusión de la naftalina
TSN = Temperatura de solidificación de la
naftalina
TABLA N#2
VA= 100 ml MN= 2,85
t (S) 0 3
0
6
0
9
0
T (C) 9
2
8
0
8
2
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CUESTIONARIO
1. Trazar un gráfico de la curva de
solidificación: T = T(t)
2. Indique en que instante y a qué
temperatura se realiza el proceso de
solidificación.
El proceso de solidificación se realiza a 90
segundos de haberse llegado al punto de fusión,
a una temperatura de 79 grados: (79).
3. A partir del gráfico T=T(t) ¿Cómo se puede
determinar que el cuerpo desprende calor
o se enfría?
Del gráfico se observa que al enfriarse baja
la temperatura: es decir desprende calor
cuando se solidifica a 79C.
Podemos recurrir para este fin a la formula del
calor:
Q = m x c.e x t
dode m y c.e. son constantes, por lo tanto t >
0 durate el proceso de fusión (de la gráfica);
puesto que la temperatura final es mayor que la
inicial. Mientras; t<0 durante el proceso de
solidificación (de la gráfica) puesto que la
temperatura final es menor que la inicial. De
esto deducimos que
Q>0 para la fusión y Q<0 para la
solidificación
(desprende calor) (se enfria)
4. ¿Es posible determinar la cantidad de calor
por unidad de tiempo que se desprende en
el proceso de solidificación?
R = 2,8 g x Ce (13 C)
90 s
Existe una variación de temperatura con la cual
puede determinarse la cantidad de calor
desprendida por unidad de tiempo. De la
gráfica:
tan = dT
Dt
Donde:
T = temperatura
t = tiempo
tan = , pendiente de solidificación
Sabemos que:
a = m x c.e x T
dQ = m x c.e x dT
Integrando:
m x c.e x dT
Q = m x c.e x dT
5. ¿Por qué el punto de fusión y solidificación
coinciden durante la solidificación?
Coinciden porque el punto de fusión es el
límite que pasa el sólido para fundirse, mientras
que el punto de solidificación es el límite que
tiene que pasar la sustancia en estado líquido
para solidificarse.
Porque es ahí, donde la temeperatura
puede existir con la fase sólida y líquida. A una
temperatura superior la sustancia sólo puede
ser líquida y a una temperatura más baja sólo
puede ser sólida.
6. Si el punto de solidificación de la naftalina
se considera 80C ¿Cuál es el error que
cometió Ud. al realizar la gráfica?
Punto de solidificación teórica: 80C T 80
Punto de solidificación práctica: 79C P 79
% error: 80 - 79 x 100 = 1,25%
80
7. Comparar el punto de fusión experimental
y el teórico de la naftalina. ¿A qué se debe
esta diferencia?
Debemos hallar el % de error:
% error : Et - Eexp x 100%
Et
Donde:
Et : punto de fusión teórico
Eexp : punto de fusión experimental
Et : 70ºC
Eexp : 79ºC
Reemplazando:
% error = 70 - 79 x 100
70
= 12,86% por exceso
8. Tratar la fusión franca y pastosa.
Algunos átomos de la estructura de un líquido,
debdi a sus distancias y fuerzas variables,
presentan movimientos oscilatorios como los
sólidos; pero otro pueden experimentar también
pequeñas traslaciones. Es por eso que de
calentarse un sólido amorfo, éste se ablanda
gradualmente como en el caso de la naftalina;
pues las libaciones más débiles se van
rompiendo, en tanto que las más fuertes
permanecen por más tiempo.
Por lo tanto, esta función a la que se denomina
fusión prastoza es gradual, mientras que en los
sólidos cristalinos el paso al estado líquido se
denomina fusión franca.
Entonces la fusión franca es con un punto de
fusión fijo y bien definido; este tipo de fusión es
característico de los cuerpos puros en estado
cristalino, mientras la fusión prestoza
corresponde a los cuerpos formados por
mezclas.
9. ¿Cuáles son los posibles fuentes de error
en este experimento?
El error radica básicamente en la falta de
mediciones más exactas en la lectura de la
temperatura en el termómetro. Otro error se da
en el calor perdido al retirar el tubo de prueba
con la naftalina fundida. También tenemos que
el calor que se proporciona al sistema durante
el proceso de fusión de la naftalina por parte del
mechero no es uniforme durante todo el
proceso.
CONCLUSIONES
- Existe una energía térmica en estos cambios de
estados, que es absoluta o desprendida por el
cuerpo, tiene la finalidad de hacerlas mas
activos o en todo caso las une.
- En el experimento No 1 (Fusión) y el
experimento Nº 2 (solidificación) los sistemas se
encuentran con pérdidas de calor debido al
factor ambiental como consecuencia de esto, no
se obtiene resultados adecuados en los cálculos.
- El punto de solidificación conocido con el punto
de fusión y durante la solidificación, el calor que
fue absorbido en la fusión es liberado.
RECOMENDACIONES
- Mantener el termómetro del tubo sumergido en
la naftalina, no estarlo cuando a cada momento
porque esto origina pérdidas de calor.
- Hacer una correcta medición del tiempo y tomar
la temperatura correspondiente lo más rápido
posible.
- Tomar una buena cantidad de datos que nos
permitan contruir una gráfica de solidificación y
fusión que pueda representar a cabalidad su
respectivo proceso.