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PROYECTO SIP
Registro asignado por la SIP: 20071614
Proyecto Individual a Mediano Plazo.
NOMBRE DEL PROYECTO
EBULLOMETRÍA COMPARADA.
DIRECTOR DEL PROYECTO
Dr. Jesús Carlos Sánchez Ochoa
Descripción de Actividades Realizadas.-
META 1: Diseño y fabricación de una Celda del Punto Triple del Agua (30%)
-Se diseño una celda de borosilicato de acuerdo al artículo: A simple method of filling
water triple point cells, por D Ambrose, R R Collerson, J H Ellender del National Physical
Laboratory, del Reino Unido que apareció en el Journal Physics E: Scientific Instruments,
1973, Vol. 6, 975 – 977. El método de llenado evita que el aire en la celda sea evacuado
usando una bomba de vacío.
Estas celdas se usan para calibrar termómetros de resistencia de platino y su costo de
importación es de 3000 dólares.
-En su construcción se utilizo agua destilada (esta agua no estuvo cuantificada
isotópicamente) y la limpieza del borosilicato fue con acetona. El llenado de la celda fue de
alrededor de 5 horas y finalmente fue sellada por un soplador de vidrio.
-
META 2: Estudio y uso de dos programas estadísticos (30%)
-Se estudiaron dos paquetes de estadística: Software for Weighted Ortogonal Regression
del National Institute of Standards and Technology (NIST) y Advanced Excel for Scientific
Data Análisis de Robert de Levie con el objetivo de simplificar el estudio y uso de
regresiones lineales y no lineales que tanto se utilizan en los cursos de la ESIQIE. Ambos
paquetes están disponibles gratuitamente en la Web y su aprendizaje y utilización servirá
para diseminar su uso entre los estudiantes de la escuela.
-
META 3: Caracterización de la Celda del Punto Triple del Agua (40%)
-Se preparó la Celda del Punto Triple del Agua seis veces, primero para verificar que su
sellado había sido exitoso y después para que el estudiante PIFI ganara experiencia en su
manejo.
La preparación de la celda fue 5 veces con hielo seco y una vez con nitrógeno líquido. Su
preparación con hielo seco (temperatura aproximada de -70 °C) es más lenta,
aproximadamente de cuarenta minutos, a diferencia del método con N2 (temperatura
aproximada de -180 °C) donde se requieren solo 20 minutos en la formación de las tres
fases del agua: sólida, líquida y vapores de agua.
CONCLUSIONES
Se construyó exitosamente una Celda del Punto Triple del Agua. En su diseño y construcción se
ganó experiencia para hacer prototipos más pequeños de estas celdas e implementar una
nueva práctica en el Laboratorio de Termodinámica Química 1, además de promover el
concepto de la calibración de termómetros.
En el área de estadística, se utilizaron dos paquetes software para hacer regresiones lineales
y no lineales y calcular las matrices de covarianza que se utilizan en la propagación de
incertidumbre cuando los parámetros están correlacionados.
LOS TRABAJOS EN CONGRESOS FUERON:
1. Análisis de datos experimentales de acuerdo a la Guía para la Expresión de la
Incertidumbre en las Mediciones. Martínez Muñoz G., Jesús Carlos Sánchez Ochoa, Primer
Encuentro de Educación en Metrología y de Educación en Evaluación de la Conformidad, Facultad
de Química, UNAM, 2007, del 20 al 22 de junio.
2. Fabricación de una Celda de Punto Triple del Agua. Jesús Carlos Sánchez Ochoa, Chavaría
Castañeda M., Arriaga Mejía G., Mondragón García E. Primer Encuentro de Educación en
Metrología y de Educación en Evaluación de la Conformidad, Facultad de Química, UNAM, 2007,
del 20 al 22 de junio.
3. Ajuste de datos experimentales a una línea recta cuando ambas coordenadas tienen
incertidumbres. Gamaliel Martínez Muñoz, Jesús Carlos Sánchez Ochoa, Enrique Aguilar Olivares y
Ariel Guzmán Vargas. Noveno Simposium Internacional, Aportaciones de las Universidades a la
Docencia, la Investigación, la Tecnología y el Desarrollo, ESIQIE, 2007, del 26 al 28 de septiembre.
4 ¿Qué es una Celda de Punto Triple del Agua y cómo se prepara? Jesús Carlos Sánchez Ochoa,
Eduardo Mondragón García. Noveno Simposium Internacional, Aportaciones de las Universidades a
la Docencia, la Investigación, la Tecnología y el Desarrollo, ESIQIE, 2007, del 26 al 28 de
septiembre.
5. Calibración de un Matraz de 100 ml por el Método Gravimétrico. Rosa Martha Castro Rojas,
Alejandro Ortiz Quirino, Jesús Carlos Sánchez Ochoa, María de Jesús Martínez Ortiz. Noveno
Simposium Internacional, Aportaciones de las Universidades a la Docencia, la Investigación, la
Tecnología y el Desarrollo, ESIQIE, 2007, del 26 al 28 de septiembre.
Impacto:
La Escala Internacional de Temperatura de 1990 (ITS-90) define al kelvin en función de la
temperatura del punto triple del agua. En todos los libros de termodinámica encuentra uno
referencias sobre esta celda de agua, sin embargo la parte práctica donde el alumno universitario
prepare y utilice este punto fijo de la ITS-90 y vea las tres fases formadas: agua, hielo y vapores de
agua, no existe en las escuelas, seguramente debido al alto costo de una celda de agua comercial y
la fragilidad que ésta presenta en su manejo y preparación.
En este proyecto elaboramos una celda de borosilicato, basada en el diseño propuesto por el Dr.
Ambrose del National Physical Laboratory, NPL del Reino Unido.
Con esta experiencia, nos es ya posible en la ESIQIE elaborar celdas de punto triple de agua,
hacerlas más pequeñas y por lo tanto más baratas para el uso en las prácticas del laboratorio de
termodinámica.