TRABAJO DE INVESTIGACIÓN Y DISEÑO:
¿CÓMO AFECTA LA TEMPERATURA A LA VELOCIDAD DE EVAPORACIÓN?
Toda sustancia está formado por unas moléculas, que se encuentran en constante movimiento al azar y en todas las direcciones. Lo que hace que se produzcan choques entre ellas, donde estas moléculas intercambian energía, haciendo que algunas se aceleren y otras se frenen.
Gracias a este choque e intercambio de energía, hace que algunas de las moléculas alcancen tal velocidad que salten del líquido al espacio cerrado exterior en forma de gases. A este proceso se le llama evaporación.
A medida que las moléculas van pasando al estado de vapor, la presión dentro del espacio cerrado aumenta, esta presión no es indefinida y hay un valor para el cual por cada molécula que salte del líquido necesariamente vuelva otra de las gaseosas a él, creando así un estado de equilibrio donde la presión no sigue subiendo. Esta presión se denomina como presión de vapor saturado.
Este valor depende de varios factores, donde uno de ellos es la temperatura, que es el que voy a investigar.
¿Por qué afecta la temperatura a la presión de vapor?
Al calentar un líquido, las moléculas que se encuentran en el reciben un aumento de energía que hace que aumente la velocidad de movimiento de las moléculas, lo que conlleva que los choques entre ellas serán más fuertes. La cantidad de moléculas que alcanzarán suficiente velocidad para pasar al estado gaseoso será mucho mayor, lo que lleva una presión mayor. Este hecho podemos observarlo al destapar el frasco o el recipiente donde se encuentre el líquido, ya que notaremos una presión.
La relación que hay entre la temperatura y la presión no es lineal, es decir, si triplicamos la temperatura no tiene por qué salir el triple de presión, pero si se cumplirá que esta presión será mayor en cuanto aumentemos la temperatura, obteniendo así un valor de presión de vapor saturado fijo para cada temperatura en cada líquido diferente.
HIPÓTESIS:
Pienso que al ir aumentando la temperatura, se irá aumentando la velocidad de evaporación del líquido, puesto que, al calentarlo, incrementamos la energía y esta va a las partículas que se encuentran en el líquido, haciendo que aumente su velocidad y con ella la fuerza del choque entre ellas, lo que hará que estas partículas pasen con más rapidez al estado gaseoso, consiguiendo que el líquido se evapore con mayor rapidez.
VARIABLES:
Variable independiente: la temperatura, ya que, lo que queremos averiguar es como afecta este factor. La mediré con un termómetro.
Variable dependiente: masa evaporada por unidad de tiempo, de esta manera puedo comparar el volumen inicial con el volumen restante y calcular el volumen evaporado. Lo mediré gracias a una jarra de medición, donde antes y después de exponer al líquido a una determinada temperatura mediré su volumen.
Variables controladas: pues hay varias variables controladas, que corresponden a los demás factores que influyen en la velocidad de evaporación como son el tipo de líquido, la superficie, la temperatura de ebullición, los controlaré usando el mismo líquido, el mismo recipiente y la misma cantidad de líquido en todos los casos para así evitar que estos factores afecten a los resultados.
MATERIALES:
- Acetona
- Vasos de precipitados
- Jarra de medición
- Termómetro
- Vaso de Dewar
- Cronómetro
- Probeta
- Calentador de agua
MÉTODO:
- Mide con una probeta 30 mL de acetona
- Calienta con el calentador el agua y échala en el vaso de Dewar.
- Espera a que esté a la temperatura escogida. (30, 35, 40, 45, 50)
- Coloca el vaso de precipitado en el agua a alta temperatura para que este se caliente.
- Mide la temperatura antes echar la acetona.
- Echa los 30 mL de acetona.
- Espera 5 minutos.
- Echa el líquido restante en la probeta.
- Observa cuánto líquido se ha evaporado.
TABLA:
30Cº
|
35Cº
|
40Cº
|
45Cº
|
50Cº
| |
Cantidad inicial (mL)
|
30
|
30
|
30
|
30
|
30
|
Cantidad final (mL)
|
29,5
|
29,2
|
29
|
28,5
|
28
|
Diferencia (mL)
|
0,5
|
0,8
|
1
|
1,5
|
2
|
GRÁFICA:
CONCLUSIÓN:
En esta práctica de laboratorio hemos investigado algunos de los factores que afectan a la velocidad de evaporación de un líquido. Concretamente, hemos investigado cómo afecta la temperatura a la evaporación de un líquido. Para ello, hemos obtenido una cantidad constante de acetona (30 mL) varias veces, y lo hemos sometido a diferentes temperaturas, para luego comprobar si es verdad que la temperatura afecta en la velocidad de evaporación.
Todos los datos que hemos obtenido están recogidos en la tabla mostrada anteriormente, en esta tabla se incluyen las temperaturas a las que ha sido sometida la acetona y la cantidad evaporada de acetona, la cual se calcula restándole a la cantidad inicial (30 mL) la cantidad final, la cual se calcula midiendo el volumen de acetona que queda en el recipiente.
Podemos decir que aparte de nuestra tabla hemos realizado una gráfica donde hemos recogido la cantidad de acetona evaporada (en mL) frente a la temperatura a la que feu sometida la acetona (en ºC) de una formá que resulta más fácil ver como afecta la temperatura a la velocidad de evaporación, gracias a que es una forma más ordenada de ver los datos obtenidos. Además, te puedes fijar en la tendencia de la gráfica para ver si es verdad que mientras mayor temperatura, mayor velocidad de evaporación.
Una vez realizada la gráfica, hemos visto que nuestro valor de R2 ha sido más preciso que la anterior práctica, pero aún así, se esperaba un poco más, ya que nuestro valor obtenido a sido de 0,97, es decir, se acerca mucho a 1, pero para que los valores de una practica sean muy fiables debería estar entre 0,9 y el 1.
Como hemos dicho antes, nuestros valores obtenidos han sido un poco imprecisos, aún así, podemos concluir gracias a la tendencia de la gráfica que mientras a más temperatura se encuentre el líquido, más velocidad de evaporación tendrá. Por el contrario, mientras más bajas sean las temperaturas, menor velocidad de evaporación.
Esta conclusión va acorde con la hipótesis que tuvimos tras realizar la investigación, la cual decía que a mayor temperatura tuviese la acetona, se evaporará con mayor velocidad. Hipótesis la cual se ha fortalecido tras realizar este experimento, ya que es exactamente lo que ha sucedido.
EVALUACIÓN:
PROBLEMAS
|
SOLUCIONES
|
El baño de agua no estaba disponible en ese momento, ya que lo estaban utilizando otros compañeros.
|
Utilizamos una cafetera para calentar el agua.
|
La cafetera utilizada para calentar el agua no tenía para elegir la temperatura.
|
Estuvimos continuamente midiendo la temperatura del agua para que no se pasase de caliente ni de frío y, cuando se pasaba de caliente, le añadíamos agua fría para poder obtener la temperatura deseada.
|
Había algunos termómetros que medían la temperatura a salto, por lo que no se sabía cuando era la temperatura justa.
|
Encontramos uno que si que funcionaba bien.
|
Cuando el agua se ponía en el termo para poder calentar la acetona, esta se enfriaba rápidamente, por lo que la acetona no se evaporaba todo el tiempo a la misma velocidad.
|
Poníamos el agua un poco más caliente de lo necesario para que se compensase con la temperatura al final de experimento, es decir, que la media de la temperatura durante el experimento fuese la necesaria.
|
La temperatura del agua también descendía cuando introducíamos en ella el agua.
|
Al igual que en el anterior problema, poníamos el agua un poco más caliente de lo necesario para que se compensase con la temperatura al final de experimento, es decir, que la media de la temperatura durante el experimento fuese la necesaria.
|
Los tubos de ensayo eran demasiado finos como para que la acetona se evaporase sin problemas.
|
Buscamos otros recipientes con una superficie expuesta mayor (vasos de precipitados).
|
REFERENCIAS:
Presi�n de vapor. (2016). Sabelotodo.org. Retrieved 10 November 2016, from http://www.sabelotodo.org/fisica/presionvapor.html#Influencia_de_la_naturaleza_del_l%EDquido
presión de vapor - Google Search. (2016). Google.com. Retrieved 10 November 2016, from https://www.google.com/search?q=presi%C3%B3n+de+vapor&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwiz6YLHkZzQAhWFiFQKHbmOBysQ_AUICCgB&biw=681&bih=642#imgrc=LCnzZq4QK6Fb_M%3A
Medidores de presión. (2016). Html.rincondelvago.com. Retrieved 10 November 2016, from http://html.rincondelvago.com/medidores-de-presion.html
