Monografias.com > Química
Descargar Imprimir Comentar Ver trabajos relacionados

Cambio de estado Punto Triple




Enviado por Evelyn De Los Santos



  1. Introducción
  2. Materiales
  3. Procedimiento
  4. Conclusiones sobre el
    experimento
  5. ¿Cómo
    funciona?
  6. Punto
    triple del agua
  7. Referencias

Introducción

  • Realizaremos un experimento para
    descubrir los tres estados de la materia al mismo
    tiempo.

Materiales

  • Recipiente de vidrio (puede ser un
    vaso)

  • Bola de naftalina

  • Colorante para comida

  • Termómetro que mida hasta
    100°C al menos

  • Fuente metálica u olla de
    cocina

Procedimiento

  • 1.-Coloca un poco de agua dentro de la
    olla y ponla sobre el fuego, en la cocina durante unos
    cuantos minutos aproximadamente 10 (RECUERDA PEDIR AYUDA A UN
    MAYOR). Después de los 10 minutos con el
    termómetro ve controlando la temperatura del agua, ve
    checándola cada 2 minutos aproximadamente Cuando
    ésta llegue a 81 u 82 grados centígrados, la
    sacas del fuego y la colocas en el frasco.

  • 2.-Ahora tienes que tirarle un par de
    gotitas de colorante para teñirla unas 5
    mínimo.

  • 3.-Para terminar, coloca la bola de
    naftalina dentro del frasco, y observa como conviven
    los tres estados de la materia al mismo
    tiempo
    .

  • 4.-Solido, Líquido y Gaseoso,
    son los estados que observamos al hacer el procedimiento ya
    dado en las instrucciones de arriba

Monografias.com

Conclusiones sobre el
experimento

  • Como ya observamos esto pasa al mezclar
    la bolita de naftalina al recipiente con agua a lo que hemos
    llegado es que todo esto pasa por los estadas de materia.
    También sabemos que este experimento no es muy
    difícil de hacer pero para hacerlo tienen que tener
    una supervisión con un adulto y al hacerlo nos muestra
    muy bien lo que pasa. Esto ya nos da a una conclusión
    de que los estados de la materia se pueden mostrar de muchas
    formas .También al concluir con este experimento vemos
    que la naftalina es muy grave hemos hecho una
    investigación y encontramos esta información
    sobre ella "Hay que decir que la exposición a grandes
    cantidades puede dañar células sanguinas rojas,
    la exposición a niños durante largos periodos
    de tiempo puede causar anemia hemofílica. la
    exposición larga a naftaleno causa fatiga, perdida del
    apetito, piel pálida, nauseas, diarrea, vómitos
    y sangre en la Oriana "

¿Cómo
funciona?

Esta es una explicación de los
estados de materia que viene junto con el
experimento.

Como sabemos, las sustancias cambian de
estado. Es decir, pueden estar en estado sólido,
líquido o gaseoso. Por ejemplo, si colocamos agua en
estado líquido en el congelador, cuando ésta llegue
a una temperatura de cero grados centígrados,
comenzará a ponerse "sólida".

Si por el contrario, ponemos agua
líquida en el fuego de la cocina, ésta se
calentará hasta hervir y transformase en vapor.

Los estados de la materia son
básicamente tres, y los cambios de uno a otro de ellos,
tienen un nombre específico.

En la siguiente imagen podemos
verlos:

Monografias.com

Que una sustancia sea sólida,
líquida o gaseosa, depende de la presión y de la
temperatura de la misma. Así, podemos evaporar agua
líquida aumentando su temperatura, pero también
podemos hacerlo disminuyendo su presión.

Sabemos que el agua hierve a los 100°C
y se congela a 0°C, pero lo que pocos saben es que eso ocurre
a una presión de 1 la presión ambiente. Pero si por
ejemplo tendríamos agua dentro de un recipiente a
presión mayor, herviría a más de
100°C.

Un dato interesante

Monografias.com

Diagrama de fases:
 
veríamos que 1 atm y 100°c corresponde al
límite entre el estado líquido y el gaseoso, es
decir, si seguimos aplicando calor, se transformará en
vapor.

Pero todos estos diagramas tienen un punto
particular, llamado punto triple, que es una
condición de presión y temperatura en la cual la
sustancia puede encontrarse en sus tres estados de la
materia 
al mismo tiempo (sólido, líquido y
gaseoso)

El punto triple del agua, por ejemplo,
corresponde a una presión de 0,006 atm y una temperatura
de 0,0098 °C. Sin duda, podemos alcanzar esa temperatura en
nuestrosexperimentos, pero no podemos lograr dicha presión
tan baja.

Pero por suerte existen otras sustancias,
como la naftalina, cuyo punto triple nos es "mas accesible". A
temperatura y presión ambiente, la naftalina sublima, es
decir, pasa del estado sólido al gaseoso. El punto triple
de de esta sustancia se encuentra en una temperatura de
80.28ºC y a una presión de 1 atm (presión
atmosférica).

Es por eso que cuando colocamos la
naftalina solida en el agua a esa temperatura, comienza a pasar a
estado líquido pero también a gaseoso al mismo
tiempo.

Un dato interesante

El punto triple es aquel
en el cual coexisten en equilibrio el estado sólido,
el estadolíquido y el estado gaseoso de
unasustancia. Se define con una temperatura y
una presión de vapor.

El punto triple del agua, por ejemplo,
está a 273,16 K (0,01 °C) y a una
presión de 611,73Pa ITS90. Esta temperatura, debido a
que es un valor constante, sirve para calibrar las
escalas Kelvin y Celsius de
los termómetrosde mayor precisión.

Sabemos que las moléculas de las
sustancias vibran. En el estado sólido, lo hacen sin
moverse de su lugar. En el líquido, se mueven libremente
chocando unas con otras, lo que permite que al colocar una gota
de colorante en agua (por ejemplo) la misma termine
tiñéndolo todo. Y en el estado gaseoso
también se mueven libremente, pero con mas violencia, es
por eso que las colisiones hacen que estén mas separadas y
los gases ocupen tanto volumen, a diferencia de los
líquidos y sólidos.

Pero lo curioso ocurre cuando seguimos
calentado un gas, hasta temperaturas elevadas que son
específicas para cada sustancias. Allí las
moléculas del gas se mueven tan rápido y con tanta
energía, que al chocar una con otra se producen
desprendimientos de electrones. Eso hace que el gas se ionice y
adquiera propiedades conductivas a la corriente eléctrica,
y que además se pueda manipular muy fácilmente con
un campo magnético.

Existen además otros estados de la
materia, como por ejemplo el Condensado de Bose-Einstein,
Condensado de Fermi, Supersólidos. Incluso hay otros
supuestos estados, pero que sólo ocurren bajo condiciones
extremas, como por ejemplo en el interior de estrellas muertas, o
estados que existían inmediatamente después del Big
Bang.

Monografias.com

Un típico diagrama de fase. La
línea verde marca el punto de congelación, la
azul, el punto de ebullición y la roja el punto
de sublimación. Se muestra como estos varían con
lapresión. El punto de unión entre las
líneas verde, azul y roja es el punto triple. La
línea con puntos muestra el comportamiento anómalo
del agua.

Punto triple del
agua

La única combinación de
presión y temperatura a la que el agua, hielo y vapor de
agua pueden coexistir en un equilibrio estable se produce
exactamente a una temperatura de
273,1598 (0,0098°C) y a
una presión parcial de vapor de agua de
611,73 pascales (6,1173 milibares, 0,0060373057 atm). En ese
momento, es posible cambiar el estado de toda la sustancia a
hielo, agua o vapor arbitrariamente haciendo pequeños
cambios en la presión y la temperatura. Se debe tener
en cuentaque incluso si la presión total de un
sistema está muy por encima de 611,73 pascales (es decir,
un sistema con una presión
atmosférica 
normal), si la presión parcial
del vapor de agua es 611,73 pascales, entonces el sistema puede
encontrarse aún en el punto triple del agua .
Estrictamente hablando, las superficies que separan las distintas
fases también debe ser perfectamente planas, para evitar
los efectos de las tensiones de superficie.

El agua tiene un inusual y
complejo diagrama de fase (aunque esto no afecta a las
consideraciones generales expuestas sobre el punto triple). A
altas temperaturas, incrementando la presión, primero se
obtiene agua líquida y, a continuación, agua
sólida. Por encima de 109 Pa aproximadamente se obtiene
una forma cristalina de hielo que es más denso que el agua
líquida. A temperaturas más bajas en virtud de la
compresión, el estado líquido deja de aparecer, y
el agua pasa directamente de sólido a gas.

A presiones constantes por encima del punto
triple, calentar hielo hace que se pase de sólido a
líquido y de éste a gas, o vapor. A presiones por
debajo del punto triple, como las encontradas en el espacio
exterior, donde la presión es cercana a cero, el agua
líquida no puede existir. En un proceso conocido como
sublimación, el hielo salta la fase líquida y se
convierte directamente en vapor cuando se calienta.

La presión del punto triple del agua
fue utilizada durante la misión Mariner
9 a Marte como un punto de referencia para definir
"el nivel del mar". Misiones más recientes hacen uso de
altimetría láser y gravimetría en lugar de
la presión atmosférica para medir la
elevación en Marte.

Referencias


http://html.rincondelvago.com/determinacion-del-punto-triple-del-benceno.html


http://cluster-divulgacioncientifica.blogspot.com/2010/02/punto-triple.html


http://www.ucm.es/info/diciex/proyectos/agua/cambios_de_estado.html


http://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/13860730/experimentos-caseros.html

 

Autor

Evelyn Jaqueline De Los Santos
S

Nota al lector: es posible que esta página no contenga todos los componentes del trabajo original (pies de página, avanzadas formulas matemáticas, esquemas o tablas complejas, etc.). Recuerde que para ver el trabajo en su versión original completa, puede descargarlo desde el menú superior.

Todos los documentos disponibles en este sitio expresan los puntos de vista de sus respectivos autores y no de Monografias.com. El objetivo de Monografias.com es poner el conocimiento a disposición de toda su comunidad. Queda bajo la responsabilidad de cada lector el eventual uso que se le de a esta información. Asimismo, es obligatoria la cita del autor del contenido y de Monografias.com como fuentes de información.

Categorias
Newsletter