Agua (página de datos)


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Esta página proporciona datos complementarios a las propiedades del artículo del agua .

Se pueden encontrar más datos completos y autorizados en la página del libro web del NIST sobre las propiedades termofísicas de los fluidos. Salvo que se indique lo contrario, los datos se refieren a la temperatura y presión ambiente estándar .

Estructura y propiedades

Propiedades termodinámicas

Propiedades físicas líquidas

Dependencia de la temperatura de la tensión superficial del agua pura.
Dependencia de la temperatura de la densidad del hielo y el agua.

Propiedades de equilibrio agua / vapor

Fórmula de presión de vapor para vapor en equilibrio con agua líquida: [13]

donde P es la presión de vapor de equilibrio en k Pa y T es la temperatura en kelvin .

Para T = 273 K a 333 K: A = 7.2326; B = 1750,286; C = 38,1.

Para T = 333 K a 423 K: A = 7.0917; B = 1668,21; C = 45,1.

Los datos de la tabla anterior se proporcionan para equilibrios de agua y vapor a diversas temperaturas en todo el rango de temperatura en el que puede existir agua líquida. La presión del equilibrio se da en la segunda columna en k Pa . La tercera columna es el contenido de calor de cada gramo de la fase líquida en relación con el agua a 0 ° C. La cuarta columna es el calor de vaporización de cada gramo de líquido que se convierte en vapor. La quinta columna es el trabajo P Δ V realizado por cada gramo de líquido que se convierte en vapor. La sexta columna es la densidad del vapor.

Punto de fusión del hielo a distintas presiones.

Datos obtenidos de CRC Handbook of Chemistry and Physics 44ª ed., P. 2390

Tabla de varias formas de hielo.

El punto triple de Ice XI es teórico y nunca se ha obtenido

Diagrama de fases

Diagrama de fases log-lin presión-temperatura del agua. Los números romanos indican varias fases de hielo .

Agua con NaCl disuelto

Diagrama de fases agua-NaCl

Nota: ρ es la densidad, n es el índice de refracción a 589 nm, [se necesita clarificación ] y η es la viscosidad, todo a 20 ° C; T eq es la temperatura de equilibrio entre dos fases: hielo / solución líquida para T eq <0–0.1 ° C y NaCl / solución líquida para T eq por encima de 0.1 ° C.

Autoionización

Datos espectrales

Coeficientes de autodifusión

Datos adicionales traducidos de la página alemana "Wasser (Stoffdaten)"

Los datos que siguen fueron copiados y traducidos de la versión de Wikipedia en idioma alemán de esta página (que se ha trasladado a aquí ). Proporciona datos suplementarios físicos, termodinámicos y de presión de vapor, algunos de los cuales son redundantes con los datos de las tablas anteriores, y otros son adicionales.

Mesas físicas y termodinámicas

En las siguientes tablas, los valores dependen de la temperatura y, en menor medida, de la presión, y están ordenados por estado de agregación (s = sólido, lq = líquido, g = gas), que son claramente una función de la temperatura y la presión. Todos los datos se calcularon a partir de los datos proporcionados en "Formulación de las propiedades termodinámicas de una sustancia acuosa ordinaria para uso científico y general" (1984). Esto aplica a:

  • T - temperatura en grados Celsius
  • V - volumen específico en decímetros cúbicos por kilogramo (1 dm 3 equivale a 1 litro)
  • H - entalpía específica en kilojulios por kilogramo
  • U - energía interna específica en kilojulios por kilogramo
  • S - entropía específica en kilojulios por kilogramo-kelvin
  • c p - capacidad calorífica específica a presión constante en kilojulios por kilogramo-kelvin
  • γ - Coeficiente de expansión térmica como 10 −3 por kelvin
  • λ - Conductividad térmica en milivatios por metro-kelvin
  • η - Viscosidad en micropascales -segundos (1 c P = 1000 μPa · s)
  • σ - tensión superficial en milinewtons por metro (equivalente a dyn / cm)

Condiciones estándar

En la siguiente tabla, los datos del material se dan para una presión estándar de 0,1 M Pa (equivalente a 1 bar). Hasta 99,63 ° C (el punto de ebullición del agua a 0,1 MPa), a esta presión, el agua existe como un líquido. Por encima de eso, existe como vapor de agua. Tenga en cuenta que el punto de ebullición de 100.0 ° C está a una presión de 0.101325 MPa (1 atm ), que es la presión atmosférica promedio.

 

Triple punto

En la siguiente tabla, los datos del material se dan con una presión de 611,7 Pa (equivalente a 0,006117 bar). Hasta una temperatura de 0.01 ° C, el punto triple del agua, el agua normalmente existe como hielo, a excepción del agua sobreenfriada , para la cual se tabula un punto de datos aquí. En el punto triple, el hielo puede existir junto con el agua líquida y el vapor. A temperaturas más altas, los datos son solo para vapor de agua.

 

Presión de vapor saturada

La siguiente tabla se basa en diferentes fuentes complementarias y fórmulas de aproximación, cuyos valores son de diversa calidad y precisión. Los valores en el rango de temperatura de -100 ° C a 100 ° C se infirieron de D. Sunday (1982) y son bastante uniformes y exactos. Los valores en el rango de temperatura del punto de ebullición del agua hasta el punto crítico (100 ° C a 374 ° C) se obtienen de diferentes fuentes y son sustancialmente menos precisos; por lo tanto, deben usarse solo como valores aproximados. [21] [22] [23] [24]

Para usar los valores correctamente, considere los siguientes puntos:

  • Los valores se aplican solo a interfaces suaves y en ausencia de otros gases o mezclas de gases como el aire. Por lo tanto, se aplican solo a las fases puras y necesitan un factor de corrección para los sistemas en los que hay aire.
  • Los valores no se calcularon de acuerdo con fórmulas ampliamente utilizadas en los EE. UU., Sino con fórmulas algo más exactas (ver más abajo), que también se pueden usar para calcular valores adicionales en los rangos de temperatura apropiados.
  • La presión de vapor saturado sobre el agua en el rango de temperatura de −100 ° C a −50 ° C solo se extrapola [Nota del traductor: no se sabe que exista agua líquida superenfriada por debajo de −42 ° C].
  • Los valores tienen varias unidades (Pa, hPa o bar), que deben tenerse en cuenta al leerlos.

Fórmulas

Los valores de la tabla para −100 ° C a 100 ° C se calcularon mediante las siguientes fórmulas, donde T está en kelvin y las presiones de vapor, P w y P i , están en pascales .

Sobre agua líquida

log e ( P w ) = −6094.4642 T −1 + 21.1249952 - 2.724552 × 10 −2 T + 1.6853396 × 10 −5 T 2 + 2.4575506 log e ( T )

Para rango de temperatura: 173,15 K a 373,15 K o equivalentemente -100 ° C a 100 ° C

Sobre hielo

log e ( P i ) = −5504.4088 T −1 - 3.5704628 - 1.7337458 × 10 −2 T + 6.5204209 × 10 −6 T 2 + 6.1295027 log e ( T )

Para rango de temperatura: 173,15 K a 273,15 K o equivalentemente -100 ° C a 0 ° C

En el punto triple

Un valor básico importante, que no se registra en la tabla, es la presión de vapor saturado en el punto triple del agua. El valor aceptado internacionalmente según las mediciones de Guildner, Johnson y Jones (1976) asciende a:

P w ( t tp = 0.01 ° C) = 611.657 Pa ± 0.010 Pa en (1 - α ) = 99%
 

Susceptibilidad magnética

El valor estandarizado aceptado de la susceptibilidad magnética del agua a 20 ° C (temperatura ambiente) es -12,97 cm 3 / mol. [25]

El valor estandarizado aceptado de la susceptibilidad magnética del agua a 20 ° C (temperatura ambiente) es −0,702 cm 3 / g. [25]

Ver también

  • Propiedades del agua

Referencias

  1. ↑ a b Lide , 2004 , p. 6-15.
  2. ^ Maksyutenko, Pavlo; Rizzo, Thomas R .; Boyarkin, Oleg V. (2006). "Una medida directa de la energía de disociación del agua". La Revista de Física Química . 125 (18): 181101. Código bibliográfico : 2006JChPh.125r1101M . doi : 10.1063 / 1.2387163 . PMID  17115729 .
  3. ^ Cook, R; Delucia, F; Helminger, P (1974). "Campo de fuerza molecular y estructura del agua: resultados recientes de microondas". Revista de espectroscopia molecular . 53 (1): 62–76. Código Bibliográfico : 1974JMoSp..53 ... 62C . doi : 10.1016 / 0022-2852 (74) 90261-6 .
  4. ^ Hoy, AR; Bunker, PR (1979). "Una solución precisa de la ecuación de Schrödinger de flexión de rotación para una molécula triatómica con aplicación a la molécula de agua". Revista de espectroscopia molecular . 74 (1): 1–8. Bibcode : 1979JMoSp..74 .... 1H . doi : 10.1016 / 0022-2852 (79) 90019-5 .
  5. ^ "Lista de ángulos de enlace experimentales de tipo aHOH" . Comparación de química computacional y base de datos de referencia .
  6. ^ Griffiths, David Jeffery (1999). Introducción a la electrodinámica (3ª ed.). Prentice Hall. pag. 275 . ISBN 978-0-13-919960-8.
  7. ^ "Agua y la velocidad del sonido" . www.engineeringtoolbox.com . Consultado el 29 de abril de 2008 .
  8. ^ Dean y Lange 1999 , p. 1199: Debido a la antigua definición de litro utilizada en ese momento, los datos del Manual se convirtieron de g / ml antiguos a g / cm 3 , multiplicándolos por 0,999973
  9. ^ Franks 2012 , p. 376.
  10. ^ Lide 2004 , p. 6-201.
  11. ^ Dean y Lange 1999 , p. 1663.
  12. ^ Versión revisada sobre viscosidad y conductividad térmica de una sustancia de agua pesada , Asociación internacional para las propiedades del agua y el vapor Lucerna, Suiza, agosto de 2007.
  13. ^ Dean y Lange 1999 , p. 1436.
  14. ^ Dean y Lange 1999 , p. 1476.
  15. ^ Martin Chaplin. "Diagrama de fases del agua" . Universidad de London South Bank . Consultado el 21 de enero de 2008 .
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  19. ^ Fulmer, Gregory R .; Miller, Alexander JM; Sherden, Nathaniel H .; Gottlieb, Hugo E .; Nudelman, Abraham; Stoltz, Brian M .; Bercaw, John E .; Goldberg, Karen I. (2010). "Desplazamientos químicos de RMN de trazas de impurezas: disolventes de laboratorio comunes, compuestos orgánicos y gases en disolventes deuterados relevantes para el químico organometálico" (PDF) . Organometálicos . 29 (9): 2176–2179. doi : 10.1021 / om100106e . ISSN 0276-7333 .  
  20. ^ Holz, Manfred; Heil, Stefan R .; Sacco, Antonio (2000). "Coeficientes de autodifusión de agua dependientes de la temperatura y seis líquidos moleculares seleccionados para una calibración precisa1Mediciones de H NMR PFG " . Physical Chemistry Chemical Physics . 2 (20): 4740–4742. Código Bibliográfico : 2000PCCP .... 2.4740H . Doi : 10.1039 / b005319h . ISSN  1463-9084 .
  21. ^ Guildner, LA; Johnson, DP; Jones, FE (1976). "Presión de vapor de agua en su punto triple: valor altamente preciso". Ciencia . 191 (4233): 1261. Bibcode : 1976Sci ... 191.1261G . doi : 10.1126 / science.191.4233.1261 . PMID 17737716 . S2CID 37399612 .  
  22. ^ Klaus Scheffler (1981): Wasserdampftafeln: thermodynam. Eigenschaften von Wasser u. Wasserdampf bis 800 ° C u. 800 bar ( tablas de vapor de agua: características termodinámicas del agua y del vapor de agua a 800 ° C y 800 bar ), Berlín [ua] ISBN 3-540-10930-7 
  23. D. Sonntag und D. Heinze (1982): Sättigungsdampfdruck- und Sättigungsdampfdichtetafeln für Wasser und Eis. ( Tablas de presión de vapor saturado y densidad de vapor saturado para agua y hielo ) (1. Aufl.), VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie
  24. ^ Ulrich Grigull , Johannes Staub, Peter Schiebener (1990): Tablas de vapor en unidades SI - Wasserdampftafeln. Springer-Verlagdima gmbh
  25. ↑ a b c Weast, Robert (1983-1984). CRC, Manual de Química y Física 64ª edición . Boca Raton, Florida: publicación CRC. págs. E-119. ISBN 0-8493-0464-4.

Bibliografía

  • Dean, John Aurie; Lange, Norbert Adolph (1999). Manual de Química de Lange (15ª ed.). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-016384-3.
  • Franks, Felix (2012). La física y química física del agua . Saltador. ISBN 978-1-4684-8334-5.
  • Linstrom, Peter J .; Mallard, William G. (eds.); NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69 , National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg (MD), http://webbook.nist.gov
  • Lide, David R. (2004). Manual CRC de Química y Física (85ª ed.). Prensa CRC. ISBN 978-0-8493-0485-9.

enlaces externos

  • Espectro de microondas (por NIST)
  • Recopilación de propiedades, con citas de Martin Chaplin, London South Bank University.
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