Calor latente de fusión y solidificación de la parafina

UNIVERSIDAD NACIONAL JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓN
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALÚRGICA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA
INFORME DE LABORATORIO
TEMA:
Calor latente de fusión y solidificación de la parafina
PRESENTADO POR:
Córdova Merino, Aime
CURSO:
Fisicoquímica
DOCENTE:
Ing. Lizarraga Zavaleta, Benigno Benito
HUACHO- PERÚ
2019
CALOR LATENTE DE FUSIÓN Y SOLIDIFICACIÓN DE LA PARAFINA
I.
OBJETIVO

Determinar la temperatura de fusión de la parafina a una atmósfera de presión

Observar el comportamiento de la temperatura en el cambio de fase de la
parafina

II.
Determinar el calor proporcionado por la fuente de energía (mechero)
MARCO TEÓRICO
El calor latente es la energía requerida por una cantidad de sustancia para cambiar de fase, de
sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de vaporización). Se debe tener
en cuenta que esta energía en forma de calor se invierte para el cambio de fase y no para un
aumento de la temperatura. (Damián, 1993)
La fusión es un proceso físico que consiste en el cambio de estado de la materia del sólido al
líquido por la acción del calor. Cuando se calienta un sólido, se transfiere calor a los átomos,
los cuales vibran con más rapidez a medida que ganan energía. (Atkins, 2005)
La solidificación es un proceso físico que consiste en el cambio de estado de la materia de
líquido a sólido producido por una disminución en la temperatura o por una compresión de
este material. Es el proceso inverso a la fusión, y sucede a la misma temperatura. (Stoog,
2001)
Parafina es el nombre común de un grupo de hidrocarburos alcanos de fórmula general
CnH2n+2, donde n es el número de átomos de carbono. La molécula más simple de parafina es
el metano, CH4, un gas a temperatura ambiente; en cambio, los miembros más pesados de la
serie, como las formas sólidas de parafina, llamadas “cera de parafina”, provienen de las
moléculas más pesadas C20 a C40. (Rhodes, 1986)La cera de parafina (C25H52) es un material
excelente para almacenar calor, ya que tiene una capacidad calorífica de 2,14 - 2,9 J g–1 K–1 y
un calor de fusión de 200 - 220 J/g. (Rhodes, 1986)
III.
MATERIALES Y REACTIVOS
MATERIALES

Balanza analítica

Soporte universal

Mechero

Tubo de ensayo

Pinza de bureta

Vaso de precipitado

Termómetro

Cronómetro

Varilla de vidrio
REACTIVOS
IV.


200g de parafina

Agua
EXPERIMENTACIÓN:
Con ayuda de un termómetro de 110 °C, medimos y registramos la temperatura
ambiente; buscamos en internet la presión del día, la encontramos en Pascales y las
convertimos en atmosferas.

En una balanza, pesamos un tubo de ensayo y lo registramos, lo llenamos
aproximadamente a un tercio de su volumen con la parafina y calculamos nuevamente
su peso en la balanza para volver a registrar el nuevo peso.

Tapamos el tubo de ensaye con un tapón bihoradado e introducimos el termómetro de
110 °C grados dentro de la parafina de tal manera que el bulbo de mercurio estuviera
inmerso totalmente.

Con ayuda de una base de soporte de varilla, un soporte de rejilla, una rejilla de amianto,
una pinza de bureta, un mechero y un vaso e precipitado de 600 mL al cual le añadimos
agua, calentamos a baño maría hasta una temperatura de 30 °C.

Introducimos el tubo de ensaye con la parafina a 30 °C y empezamos a tomar el tiempo
con la ayuda de un cronometro, conforme íbamos registrando la temperatura cada
minuto.

Registramos el tiempo exacto en que se formó la primera gota y el tiempo exacto en que
se fusiono completamente a líquido y dejamos reposando hasta que hubiesen pasado 10
°C más de cuando se fusiono.

Con ayuda de unos guantes de calor, retiramos del fuego y comenzamos a tomar el
tiempo que a esta le llevaba volver a su estado sólido, es decir, cuanto tiempo tardo en
solidificarse.
V.
RESULTADOS
En la tabla podemos notar los cambios de la parafina conforme el tiempo y temperatura
posteriormente graficamos la fusión y solidificación de la parafina.
Fusión.
Reactivo: Parafina
Temperatura inicial: 21 °C.
Reactivo: Agua destilada.
Temperatura ambiente: 21 °C
Temperatura inicial: 30 °C
Volumen del agua: 290 mL
Tabla 1. Tiempo contra temperatura en la fusión de la parafina.
Tiempo (minutos)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Temperatura (ºC)
30
30
30
32
32
32
34
34
36
36
36
38
38
40
15
16
17
18.45 1era gota
19
20
21
22
23
24
25
26.16 (liquido)
28
29
30
40
42
44
46
48
50
51
58
60
62
62
64
70
71
74
Grafica 1. Fusión de la parafina.
Fusión de la Parafina
80
70 71
62 62 64
58 60
70
Temperatura (ºC)
74
60
50 51
4648
44
40 40 42
36 36 36 38 38
34
34
30 30 30 32 32 32
y = 1.5374x + 22.265
R² = 0.9329
50
40
30
20
10
0
0
5
10
15
20
Tiempo (min)
25
30
35
Solidificación.
Reactivo: Parafina
Temperatura ambiente: 21°C
Temperatura inicial: 74°C
Tabla 1. Tiempo contra temperatura en la Solidificación de la parafina
Tiempo (minutos)
1
Temperatura (ºC)
64
2
60
3 (solidifica)
4
60
60
5
60
Grafica 2. Solidificación de la parafina
Solidificación de la Parafina
65
64
Temperatura (ºC)
64
63
62
61
60
y = -0.8x + 63.2
R² = 0.5
60
60
60
60
3
4
5
59
58
0
1
2
6
Tiempo (min)
VI.

CONCLUSIONES
Es necesario tomar parámetros como la presión y la temperatura ambiente para explicar
las desviaciones de resultados experimentales o en lo que difieren respecto a los
resultados teóricos.

Es más, el tiempo abarcado en buscar su fusión que el llegar a su solidificación.

Los factores como la presión y la temperatura ambiental tendrán significativos impactos
sobre la forma en que se van desarrollando las fusiones y solidificaciones de los
reactivos.

Se pudo apreciar los diferentes puntos de la parafina en la tabla donde la
parafina tiene unos momentos estáticos.

Se aprendió como poder sacar las formulas con las cuales pudimos sacar las
cantidades de energía que la parafina necesitó para poder cambiar de estado.

Se pudo comprobar lo que se aprendió en la teoría y se reforzó el conocimiento de
manera práctica.
VII.
CUESTIONARIO
1. ¿Cuál es el punto de fusión que se encontró para la parafina?
En el minuto 18.45 se puede notar que apareció la primera gota de parafina. La
parafina se encontraba a 46°C
Calor específico y temperatura de la parafina:
3.26
0.778637623
34
KJ/Kg.K
Cal/g.ºC
ºC
Masa (gramos)
2.41
Temperatura (ºc)
25
2. ¿Cuál
es
el
punto
Calor especifico (Ce)
0.778637623
Cantidad de Calor (Q)
calorias
46.91291679
de solidificación
que
se
encontró para
la
parafina?
La parafina al solidificarse completamente tenía una temperatura de 60 °C
Masa (gramos) Calor especifico (Ce)
2.41
3. ¿A
0.778637623
qué
conclusión
se
Temperatura (ºc)
16
Cantidad de Calor (Q)
calorías
30.02426674
llega cuando analiza el
gráfico que ha
construido?
Que si existe una cantidad de tiempo donde la parafina conserva su calor para
poder empezar a la siguiente fase y eso se puede notar en la gráfica.
4. Determinar el calor latente de fusión de la parafina
Cantidad de Calor (Q) calorias
46.91291679
Masa (gramos)
2.41
Calor latente
19.4659336
5. Determinar el calor latente de solidificación de la parafina
Cantidad de Calor (Q) calorias
30.0242
Masa (gramos)
2.41
Calor latente
12.45817427
6. Reporte los resultados de calor latente en cal, Joules, cal/gr parafina,J/lb
de parafina.
Cal/g
19.4659
12.4581
VIII.
J
81.48036422
52.14711498
BIBLIOGRAFÍA
Atkins, J. (2005). Principios de la Química . Buenos Aires: Editoral Medica
Panamericana. Revisado el 7 de febrero del 2018.
Maya, C. A. (2004). Fenómenos Químicos . Medellín : Fondo Editoral Universidad
EAFIT. Revisado el 7 de Febrero del 2018.
Stoog, D. A. (2001). Fundamentos de la Química Analítica. Buenos Aires: Reverté,
S.A. Revisado el 7 de Febrero del 2018