1. 1
RESUMEN
Los objetivos de esta práctica fueron determinar la entalpia de vaporización y
la presión de vapor de líquidos (agua destilada) por el método estático a
temperaturas entre 80-99°C.
La experiencia se realizó bajo las condiciones de laboratorio de:
P=756mmHg, T=20°C y Hrel=96%.
Para determinar la presión de vapor del agua se utilizó el método estático el
cual consiste en calentar un balón con agua conectado a un manómetro con
mercurio y para que luego conforme el sistema se va enfriando, el vapor
empiece a condensarse y se cree un ligero vacío dentro de este, por lo cual la
columna conectada al balón sube debido a que la presión de vapor del agua
es menor que la presión atmosférica mientras que la rama del manómetro
abierta al ambiente baja.
Al realizar los cálculos las presiones de vapor obtenidas experimentalmente
fueron 731.08 cal/mol a 99°C y así sucesivamente hasta llegar a 403.16
cal/mol a 80°C mientras que las presiones de vapor teóricas son de 733.24
cal/mol a 99°C, 355.1 cal/mol a 80°C. Los porcentajes de error fueron 0.29% y -
13.53 % respectivamente.
Luego de calcular las presiones de vapor hacemos uso de la ecuación de
Clausius-Clapeyron para obtener la entalpia de vaporización del agua por el
método analítico y gráfico. La entalpia de vaporización obtenida de forma
analítica fue de 8388.89 cal/mol mientras que la entalpia de vaporización
teórica fue de 9943.35cal/mol. Al calcular el porcentaje de error fue de 15.63%
por defecto. Los resultados obtenidos de forma gráfica de la entalpia de
vaporización teórica del agua fue 8230.75 cal/mol y la entalpia de vaporización
experimental fue de 9943.35 cal/mol. Al calcular el porcentaje de error resulto
17.22% por defecto.
Se concluyó que luego de graficar Ln P vs 1/T se obtiene un pendiente de -
4221.89 y una constante de 17.94, reemplazando estos datos en la ecuación
de clausius-clapeyron se obtiene la siguiente relación matemática:
Ln P = -4221.89 (1/T) +17.94.
Se recomienda que cuando se llegue a los 80°C se debe girar la llave triple, de
tal forma que quede conectado al medio ambiente, para que así no se
transfiera mercurio del manómetro al matraz debido a que contaminaría el
sistema (balón, la manguera de unión) y que el mercurio al mezclarse con el
agua provocaría que una menor cantidad de moléculas de agua se evaporen y
esto conllevaría a que la presión de vapor del agua disminuya.

2. 2
INTRODUCCION
Si se coloca cierta cantidad de un líquido puro en un recipiente vacío que tiene
un volumen mayor que el del líquido, una porción del líquido se evaporara
hasta llenar de vapor el volumen restante. Suponiendo que queda cierta liquido
una vez establecido el equilibrio, la presión del vapor en el recipiente es solo
una función de la temperatura del sistema. La presión desarrollada es la
presión de vapor del líquido, que es una propiedad característica de los líquidos
y aumenta rápidamente con la temperatura.
El vapor es usado en un gran rango de industrias. Las aplicaciones más
comunes para el vapor son, por ejemplo, procesos calentados por vapor en
fábricas y plantas, y turbinas impulsadas por vapor en plantas eléctricas, pero
el uso del vapor en la industria se extiende más allá de las antes mencionadas.
Algunas de las aplicaciones típicas del vapor para las industrias son:
esterilización, calentamiento, impulso, movimiento, motriz, limpieza, hidratación
y humidificación.

3. 3
PRINCIPIOS TEORICOS
PRESION DE VAPOR
La presión de vapor se define como la presión en la cual la fase líquida y
el vapor se encuentra en equilibrio dinámico; su valor está en función de la
temperatura y es independiente de las cantidades de líquido y vapor presentes
mientras existan ambas. En la situación de equilibrio, las fases reciben la
denominación de líquido saturado y vapor saturado. Esta propiedad posee una
relación inversamente proporcional con las fuerzas de atracción
intermoleculares, debido a que cuanto mayor sea el módulo de las mismas,
mayor deberá ser la cantidad de energía entregada (ya sea en forma de calor u
otra manifestación) para vencerlas y producir el cambio de estado..
VARIACION DE LA PRESION DE VAPOR CON LA TEMPERATURA
La presión de vapor varía en función de la temperatura, a medida que aumenta
la temperatura, la presión de vapor muestra una rapidez de cambio cada vez
mayor.
PRESION DE VAPOR PARA ALGUNOS LIQUIDOS (mmHg)
Temperatura
(°C)
AGUA ACETONA BENCENO ACIDO
ACETICO
0 4.58 67.3 26.5 …
10 9.21 115.6 45.4 …
20 17.53 184.8 74.7 11.7
30 31.82 282.7 118.2 20.6
40 55.32 421.5 181.1 34.8
50 92.51 612.6 269.0 56.6
60 149.4 860.6 388.6 88.9
70 233.7 … 547.4 136
80 355.1 … 753.6 202.3
90 525.8 … 1016.1 293.7
100 760 … …. 417.1
En una situación como la relación temperatura-presión de vapor, siempre se
intenta obtener una relación matemática para los dos variables. Esto se puede
hacer representando gráficamente varias funciones de las dos variables para
tratar de obtener una relación simple entre ellas. Para los datos de la presión
de vapor se encuentra que si se representa gráficamente el logaritmo de la
presión (Ln P) en función de la inversa de la temperatura absoluta (1/T), se
obtiene una línea recta con pendiente negativa. Esta recta se puede
representar mediante una ecuación de la forma:
(1-1)
Ln P = -푚 1
푇
+ cte

4. 4
Donde P es la presión de vapor, T es la
temperatura absoluta, m es la pendiente
de la recta y la cte es la intersección con
el eje de Ln P. En la Ec. 1-1 las variables
deben ser Ln P Y 1/T en lugar de P y T
para que la ecuación sea la de una línea
recta.
El problema se puede enfocar también
desde un punto de vista teórico; sin embargo, si se siguen procedimientos
termodinámicos adecuados utilizando el cálculo, se obtiene la ecuación
siguiente:
푑푝
푑푇
=
Δ퐻푣 푝
푅푇2
En esta ecuación dp representa el cambio muy pequeño en la presión de vapor
con un cambio muy pequeño de temperatura a la temperatura T, a la que la
presión de vapor es p. El calor de evaporación de 1 mol de líquido es Δ퐻푣 .
Ahora bien, si se integra la ecuación, suponiendo que Δ퐻푣 sea independiente
de la temperatura, se obtiene la expresión siguiente:
(1.2)
Ln p = - Δ퐻푣
2.303푅푇
+ I
Si comparamos las ecuaciones 1-1 y 1-2 veremos que la pendiente A de la Ec.
1-1 es igual a Δ퐻푣/2.303푅. Por lo tanto, tenemos en estas ecuaciones un medio
de calcular el calor molar de evaporaciones del líquido.
Para llevar a cabo este cálculo es conveniente convertir la Ec. 1-2 en una
ecuación de dos puntos eliminando así la constante I. La ecuación así obtenida
es:
Log
푝2
푝1
= Δ퐻푣
2.303푅
( 1
푇1
− 1
푇2
)
Sería mucho más exacto usar varios puntos y obtener el valor de Δ퐻푣
utilizando el método de los promedios o algún procedimiento matemático
similar. El método usado en este ejemplo, suele dar excelentes resultados si
los puntos se escogen bien. Debe agregarse que Δ퐻푣 no es completamente
independiente de la temperatura y el valor determinado en este tipo de cálculo
es más un valor promedio para el margen de temperaturas que se cubren.

5. 5
CALOR DE VAPORIZACIÓN
La entalpía de vaporización o calor de vaporización es la cantidad
de energía necesaria para que la unidad de masa (kilogramo, mol, etc.) de
una sustancia que se encuentre en equilibrio con su propio vapor a
una presión de una atmósfera pase completamente del estado líquido al
estado gaseoso. Se representa por ΔHv, por ser una entalpía. El valor
disminuye a temperaturas crecientes, lentamente cuando se está lejos
del punto crítico, más rápidamente al acercarse, y por encima de
la temperatura crítica las fases de líquido y vapor ya no coexisten.
Generalmente se determina en el punto de ebullición de la sustancia y se
corrige para tabular el valor en condiciones normales.
El calor molar de vaporización es el calor necesario para que un mol de una
sustancia cambie de estado líquido a estado gas.
Δ푈 = Δ퐻 − Δ(푃푉)
MÉTODO ESTATICO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA PRESION DE
VAPOR DE LOS LIQUIDOS
En los Métodos estáticos se mide directa o indirectamente la presión ejercida
cuando se introduce liquido en exceso en un recipiente evacuado. Para
temperaturas inferiores a la del ambiente, la presión se puede medir
directamente y para temperaturas superiores a la temperatura ambiente la
presión se puede medir indirectamente.
El método estático indirecto se utiliza para determinar la presión de vapor a
temperaturas superiores ala del ambiente. Este método consiste en introducir el
líquido en un balón, la presión dentro del recipiente debe ser igual a la presión
atmosférica al calentar parte del líquido se evapora (absorbiendo calor latente)
hasta que se establezca una cierta presión de saturación. A la temperatura de
99°C. el balón debe ser conectado al manómetro, en el cual se producen
desniveles de mercurio en ambas ramas. Conforme el sistema se va enfriando,
el vapor empieza a condensarse y se crea un ligero vacío dentro de él, por lo
tanto la columna conectada al balón sube en tanto que la abierta al ambiente
baja. Terminando el experimento cierre la llave conectada al balón y ábrala al
ambiente, de esta forma evitara que el mercurio pueda pasar al balón.

6. 6
TABLA DE DATOS
TABLA 1: CONDICIONES EXPERIMENTALES
Temperatura (°c) Presión (mmHg) %humedad rel.
20 756 96
TABLA 2: VARIACIÓN DE LAS ALTURAS PARA DETERMINAR LA
PRESIÓN DE VAPOR DEL AGUA DESTILADA POR EL MÉTODO ESTÁTICO.
Temperatura (°C) h1 (mm) h2 (mm)
99 10 15
98 19 25
97 34 38
96 43 47
95 55 57
94 65 68
93 75 78
92 83 85
91 93 95
90 100 105
89 110 115
88 120 122
87 125 130
86 133 135
85 140 145
84 148 153
83 156 160
82 163 168
81 170 175
80 173 181
TABLA 3: DATOS TEORICOS PARA DETERMINAR LA Pvapor DEL AGUA
DESTILADA POR EL METODO ESTATICO (*)
DENSIDAD DEL MERCURIO A
UNA TEMPERATURA DE 20°C
13545.87 Kg/m3
CONSTANTE DE LO GASES (R) 1.987 cal/mol.K
(*) H. Perry y D.W. Green, ´´Perry’s Chemical Engineers Handbook´´, 6°
ed. Edit. McGraw-Hill, Nueva York. Pag 3-77

7. 7
TABLA 4: DATOS TEORICOS DE LA PRESION DE VAPOR DEL AGUA
Temperatura (°C) Pvapor (mmHg)
80 355.1
81 369.7
82 384.9
83 400.6
84 416.8
85 433.6
86 450.9
87 468.7
88 487.1
89 506.1
90 525.76
91 546.05
92 566.99
93 588.60
94 610.90
95 633.90
96 657.62
97 682.07
98 707.27
99 733.24
TABLA 5: PORCENTAJE DE ERROR EN LA DETERMINACIÓN DE LA
PRESION DEL VAPOR DEL AGUA POR EL METODO ESTATICO
Temperatura (°C) Pvapor (mmHg) %Error
99 731.08 0.29
98 712.14 -0.69
97 684.24 -0.32
96 666.30 -1.32
95 644.37 -1.65
94 623.44 -2.05
93 603.50 -2.53
92 588.55 -3.80
91 568.62 -4.13
90 551.67 -4.93
89 531.74 -5.07
88 514.79 -5.68
87 501.84 -7.07
86 488.88 -8.42
85 471.93 -8.84
84 455.99 -9.40
83 441.04 -10.09
82 426.09 -10.70
81 412.13 -11.48
80 403.16 -13.53

8. 8
TABLA 6: DETERMINACION DE LA ENTALPIA DE VAPORIZACION
EXPERIMENTAL POR EL METODO ANALITICO
T (°C) Δ Hv
(cal/mol)
Δ Hv promedio
(cal/mol)
CTE CTE promedio
99-80 8180.44
8388.89
17.66
17.94
98-81 8402.76 17.96
97-82 8248.24 17.74
96-83 8291.33 17.81
95-84 8213.12 17.70
94-85 8082.90 17.51
93-86 7862.36 17.21
92-87 8329.48 17.86
91-88 8662.91 18.32
90-89 9615.37 19.64
TABLA 7: DETERMINACION DE LA ENTALPIA DE VAPORIZACION
EXPERIMENTAL POR EL METODO GRAFICO
T (K) 1/T Ln Pv Δ Hv graf ica
(cal/mol)
CTE
372.15 0.002687 6.594523
8230.75
17.72
371.15 0.002694 6.568275
370.15 0.002702 6.528309
369.15 0.002709 6.501740
368.15 0.002716 6.468273
367.15 0.002724 6.435253
366.15 0.002731 6.402746
365.15 0.002739 6.377662
364.15 0.002746 6.343212
363.15 0.002754 6.312950
362.15 0.002761 6.276155
361.15 0.002769 6.243759
360.15 0.002777 6.218281
359.15 0.002784 6.192117
358.15 0.002792 6.156831
357.15 0.0028 6.122471
356.15 0.002808 6.089136
355.15 0.002816 6.054651
354.15 0.002824 6.021339
353.15 0.002832 5.999334

9. 9
TABLA 8: DETERMINACION DE LA ENTALPIA DE VAPORIZACION
TEORICA POR EL METODO GRAFICO
T (K) 1/T Ln Pv Δ Hv graf ica
(cal/mol)
CTE
372.15 0.002687 6.597473
9943.35
20.05
371.15 0.002694 6.561412
370.15 0.002702 6.525132
369.15 0.002709 6.488627
368.15 0.002716 6.451891
367.15 0.002724 6.414933
366.15 0.002731 6.377747
365.15 0.002739 6.340342
364.15 0.002746 6.302711
363.15 0.002754 6.264845
362.15 0.002761 6.226734
361.15 0.002769 6.188469
360.15 0.002777 6.149963
359.15 0.002784 6.111246
358.15 0.002792 6.072122
357.15 0.0028 6.032606
356.15 0.002808 5.992963
355.15 0.002816 5.952984
354.15 0.002824 5.912692
353.15 0.002832 5.872399
TABLA 9: PORCENTAJE DE ERROR EN LA DETERMINACION DE LA
ENTALPIA DE VAPORIZACION DEL AGUA POR EL METODO ESTATICO
TEORICO EXPERIMENTAL %ERROR
Δ푯푽 cal/mol
(analítico)
9943.35
8388.89 15.63
Δ푯푽 cal/mol
grafica
8230.75 17.22

10. 10
CALCULOS
1-) Calculando la presión de vapor:
Pv + Ph = P1 = P2 = Patm
Pv = Patm – Ph
PV = P (mmHg) - 휌gh
PV = P (mmHg) – 휌gh (Pa) x (760mmHg/1.01325x105Pa)
Calculando para T=99°C:
Pv = 756 mmHg –(9.81m/s2x13545.87Kg/m3x25m)x(760mmHg/1.01325x105Pa)
Pv = 731.08 mmHg
Se realiza el mismo cálculo para las demás temperaturas.
Luego con los datos de presión y temperatura se construye una gráfica de
Ln (Pv) vs 1/T.
Para: T=99°C
T K= T°C + 273.15  T= 372.15 K  1/T=0.002687
P=731.08 mmHg  Ln (Pv) = 6.594523
Se realiza el mismo cálculo para todas las temperaturas y presiones.
*La grafica se encuentra en el apéndice.
2-) Calculando el calor molar de vaporización
Con los datos de presión y temperatura se calcula el Δ퐻푉
Partiendo de la ecuación de clausius-clapeyron: Ln P = -
Δ퐻푉
푅푇
+ C
Se toma dos puntos, por ejemplo:
T1 = 372.15 k, P1 = 731.08 mmHg
T2 = 353.15 k, P2 =403.16 mmHg
*Para T1 Y P1
Δ퐻푉
1.987
Ln (731.08)= -
푥(1/372.15) + C
6.597473= -Δ퐻푉 x 1.352x10−3 + C……… (1)
*Para T2 y P2
R= 1.987 cal/mol

11. 11
Ln (403.16) = − Δ퐻푉
1.987
x (1/353.15) + C
5.872399 = −Δ퐻푉 x 1.425x10−3 + C......... (2)
Trabajando con la ecuación 1 y 2 se obtienen los valores de Δ푯푽 y C.
Δ푯푽 = ퟖퟑퟖퟖ. ퟖퟗ풄풂풍/풎풐풍 C = 17.94
Análogamente se toma los 9 pares de puntos restantes, los puntos deben ser
tomados de extremo a extremo para que tengan una misma tendencia todos
los pares de puntos (tendencia lineal).
3-) Realizando un regresión matemática con todos los puntos, se obtiene
un Δ푯푽 , y la expresión matemática, la cual relaciona la presión y la
temperatura.
m = -4142.3 c = 17.72
m = -
Δ퐻푉
푅
R= 1.987 cal/mol.K
Calor molar de vaporización
experimental, obtenido de la grafica
Calor molar de vaporización
promedio experimental
Obtenido de forma analítica
Δ퐻푉1 = 8230.75 cal/mol
cal/mol
Δ퐻푉2 = 8388.89 cal/mol

12. 12
ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS
Para determinar la entalpia de vaporización del agua se halló la presión de
vapor del agua por el método estático a temperaturas de 80-90°C.
La entalpia de vaporización obtenida de forma analítica fue de 8388.89 cal/mol
mientras que la entalpia de vaporización teórica fue de 9943.35cal/mol. Al
calcular el porcentaje de error fue de 15.63% por defecto.
Los resultados obtenidos de forma gráfica de la entalpia de vaporización teórica
del agua fue 8230.75 cal/mol y la entalpia de vaporización experimental fue de
9943.35 cal/mol. Al calcular el porcentaje de error resulto 17.22% por defecto.
Este margen de error puede ser debido a una mala lectura del nivel de las
ramas del manómetro y esto conllevaría a la obtención de una presión de vapor
errónea.

13. 13
CONCLUSIONES
 Las presiones de vapor obtenidas experimentalmente fueron: desde
731.08 cal/mol a 99°C y finalmente 403.16 cal/mol a 80°C mientras que
las presiones de vapor teóricas son de 733.24 cal/mol a 99°C, 355.1
cal/mol a 80°C. los porcentajes de error fueron 0.29% y -13.53 %
respectivamente.
 El calor molar de vaporización del líquido fue cal/mol, con un porcentaje
de error equivalente 8388.89 cal/mol con 15.63% y 8230.75 cal/mol
con 17.22% (cada uno determinado por el método analítico y grafico
respectivamente), los errores obtenidos fueron en base a un calor molar
de vaporización teórico obtenido es igual a 9943.35 cal/mol.
 Luego de graficar Ln P vs 1/T se obtiene un pendiente de -4221.89 y una
constante de 17.94, reemplazando estos datos en la ecuación de
clausius-clapeyron se obtiene la siguiente relación matemática:
Ln P = -4221.89 (1/T) +17.94

14. 14
RECOMENDACIONES
 Se recomienda tomar en cuenta que antes de iniciar el calentamiento del
agua, el matraz debe estar conectado con el medio ambiente, para esto
se gira la llave triple.
 Se debe mantener el nivel de mercurio igual en ambas ramas del
manómetro., esto se logra girando 2 o 3 veces la llave triple.
 Cuando se llegue a los 80°C se debe girar la llave triple, de tal forma que
quede conectado al medio ambiente, para que así no se transfiera
mercurio del manómetro al matraz debido a que contaminaría el sistema
(balón, la manguera de unión) Y que el mercurio al mezclarse con el
agua provocaría que menor cantidad de moléculas de agua se evaporen
y esto conllevaría a que la presión de vapor disminuya.

15. 15
BIBLIOGRAFIA
 Alexander Findlay, “Practicas de Fisicoquímica”, 1ra ed., Edit. Médico
Quirúrgico, Buenos Aires, 1955. pág. 99-112.
 Alberty R. Daniels F.,”Fisicoquímica”, versión SI, 1ra ed, Cia Ed.
Continental, Mexico, 1984. pág. 55-59.
 H. Perry y D.W. Green, ´´Perry’s Chemical Engineers Handbook´´, 6° ed.
Edit. McGraw-Hill, Nueva York. pág. 3-77.

16. 16
CUESTIONARIO
1- Indique otros métodos para la determinación de la presión de vapor.
Se dispone de varios métodos experimentales para medir la presión del
vapor en función de la temperatura.
 MÉTODO DE SATURACIÓN GASEOSA: se hace burbujear
lentamente un volumen conocido de un gas inerte a través de un
líquido, el cual se mantiene a temperatura constante en un
termostato. La presión del vapor se calcula mediante una
determinación de la cantidad de vapor contenida en el gas
saliente o por la pérdida de peso del líquido.
 MÉTODO DINÁMICO: Se mide la variación del punto de
ebullición con la presión externa aplicada. La presión total sobre
el líquido puede variarse y mantenerse a un valor dado mediante
el uso de un balón de compensación de gran capacidad; entonces
se mide esa presión con un manómetro de mercurio. El líquido
objeto del estudio se calienta hasta que hierve; se mide la
temperatura del vapor de reflujo con el fin de evitar los efectos de
sobrecalentamiento.
 METODO DEL ISOTENISCOPIO DE SMITH Y MENZIES:
Un isoteniscopio es un aparato empleado para la medición de
la presión de vapor de sustancias en fase líquida. El instrumento
consta de un manómetro y de un recipiente en el cual se
introduce la sustancia cuya presión de vapor se va a medir. La
apertura del manómetro se conecta a un sensor de presión. Es
necesario utilizar una célula de vacío para ajustar la presión del
sistema y purificar la muestra.
El isoteniscopio es particularmente útil para el intervalo de
temperaturas entre 20 y 150 °C, y para presiones de vapor entre
1 y 100 kPa.

17. 17
2- Explique la relación entre el punto de ebullición de un líquido y su
presión de vapor.
La relación entre el punto de ebullición de un líquido y su presión de
vapor, se puede explicar de la siguiente manera: Si se coloca un líquido
en un recipiente y se calienta lentamente, el líquido hervirá cuando
alcance la temperatura a la que su presión de vapor sea igual a la
presión externa. Además se sabe que la presión de vapor depende de
la temperatura, dependiendo en forma directamente proporcional.
Por ejemplo, si se tuviese una presión externa igual a P, entonces un
líquido “A” tendría una presión de vapor igual a la externa a una
temperatura igual a T1; ahora, si la presión externa disminuiría entonces
se necesitaría llegar a una temperatura menor para que la presión de
vapor del líquido sea igual a la externa. De manera inversa si se
aumentara la presión externa (aumentaría el punto de ebullición).
3- Defina lo siguiente: vapor saturado, punto de ebullición, punto de
ebullición normal.
 Vapor saturado:
Es el vapor que se encuentra en equilibrio dinámico (estado en el
cual la velocidad de evaporación es igual a la velocidad de
condensación) con la fase liquida de la sustancia, estando
presente tanto el vapor como el líquido (dos fases).
 Punto de ebullición:
Temperatura a la cual la presión de vapor del líquido es igual a la
presión atmosférica externa.
 Punto de ebullición normal:
El punto de ebullición normal de un líquido, es la temperatura a
la cual la presión de vapor es igual a 760 mmHg o 1atm.
.