I. Determinación con el calorímetro de J ANERT [33, 34].

Descargar (0)

Texto completo

(1)

CALOR DE IMBIBICIÓN.

Es la cantidad de calor que el suelo absolutamente seco despren-de al sumergirlo en un líquido (principalmente el agua), a la tempera-tura del medio ambiente. Se expresa en pequeñas calorías por gramo de suelo (cal./g.).

I. Determinación con el calorímetro de J ANERT [33, 34].

Se emplean de 5 a 30 g. de la tierra tamizada y desecada al aire, según que se trate de tierras fuertes o ligeras. Esta muestra no debe producir aumentos de temperatura de más de un grado centígrado. Se la pone en ei pesafiltros, provisto de tapa, con cierre esmerilado y

pre-viamente tarado, que lleva el calorímetro.

Se deseca el pesafiltros con la muestra durante dieciséis horas (una noche), en estufa, a io° C.; se enfría en el desecador y se pesa.

En seguida se cubre el borde con parafina fundida.

El calorímetro se compone de un vaso de dobles paredes, con vacío interior (DEwAR), que va encerrado en un estuche soporte de madera, con tapa de la misma materia.

La tapa lleva dos orificios laterales, pequeños, y uno central, de mayor diámetro.

En uno de los orificios laterales se introduce un termómetro Beck-mann, cuyo depósito queda sumergido en el agua del vaso de DEWAR ;

el termómetro va graduado en centésimas de grado, y con una lente pueden leerse hasta milésimas de grado.

Por el otro lateral se pasa una varilla de vidrio, que lleva en su extremo una laminita en forma de cuchara, y que sirve para agitar desde fuera la suspensión.

Por la abertura central, que puede cerrarse por una tapita de madera en forma de cúpula, se introduce la muestra, al principio, en

el pesafiltros, cerrado.

(2)

SUELO Y AGUA 179

con una bureta normal. Éste, debe ser tal, que, cuando el suelo se agre-ga al agua, el volumen total sea iodo C. C.

En el cuadro que sigue se insertan los volúmenes de agua en

cen-'

(3)

18i) MÉTODOS PARA EL ESTUDIO DE LOS SUELOS

tímetros cúbicos que deben usarse, entre 3 y 34 g. Los valores interme-dios pueden interpolarse:

Suelo Agua Suelo g. Agita c.c. Suelo g. Agua r. C. Sucio g. Agua e. e. Suelo g. Agua c. c. 5,0 98,1 11,0 95,8 17,0 93,5 23,0 91,3 29,0 89,0 6,0 97,7 12,0 95,4 18,0 93,2 24,0 90,9 30,0 88,7 7,0 97,3 13,0 95,0 19,0 92,8 25,0 90,5 31,0 88,3 8,0 96,9 14,0 94,7 20,0 92,4 26,0 90,1 32,0 87.9 9,0 96,6 15,0 94,3 21,0 92,0 27,0 89,8 33,0 87,5 10,0 96,2 16,0 93,9 22,0 91,6 28,0 89,4 34,0 87,1

Se coloca el pesafiltros, parafinado, en el calorímetro, como se ve en la figura, y se le mantiene flotando en el agua hasta que el termó-metro no registre ninguna variación al agitar, lo que suele tardar apro-ximadamente una hora.

Se lee la temperatura, ti, hasta las milésimas de grado. Se saca el pesafiltros, destapándolo, y rápidamente se vierte el suelo en el calorímetro, ayudándose con un pincel para arrancar las partículas que quedan adheridas a las paredes. Se cierra el calorímetro y se agita lo mejor posible, moviendo verticalmente la varilla agita-dora, que puede desplazarse de i a i,3 cm. Se leen las temperaturas a intervalos de medio minuto, anotándolas, y se da por terminado el ensayo cuando permanece la temperatura detenida algunos minutos; la temperatura final, t2, se deduce por interpolación en la curva cons-truida, llevando en ordenadas las temperaturas alcanzadas en los dis-tintos tiempos.

El calor de imbibición será: 1

- (0,2 P -1- K V) ' ( 12- ti) calorías por gramo, siendo: 0,2= calor específico del suelo.

P = peso del suelo en gramos.

K= equivalente en agua del calorímetro. V =- volumen de agua en centímetros cúbicos. ti = temperatura inicial.

(4)

El valor de K lo da la casa constructora del calorímetro. Si se dispone de seis u ocho calorímetros y se organiza racional-mente el trabajo, pueden efectuarse de 30 a 40 determinaciones diarias.

Calorímetro de RÉIVER-BEHRENS.

II. Determ 'nación Con el calorímetro de RE1MER-B E HRENS [ 3 5, 36].

Aparato. —Se compone de los siguientes elementos:

I.° Cámara de reacción, formada por un vaso de dobles paredes, tipo Dewar, sin vacío interior. En un borde lleva una prolongación en tubo de vidrio, por el que puede comunicar con el exterior. Este

(5)

vaso hace de depósito termométrico y tiene de cabida Soo c. c. entre las dobles paredes, siendo las dimensiones del interior 4 cm. de diá-metro y 14 de alto, aproximadamente. Se le coloca en el interior del vaso de DE‘VAR con vacío (30).

2.° Un tubo capilar doblado, como se ve en la figura, de un metro de longitud aproximadamente y mm. cuadrado de sección.

3." Un vaso de dobles paredes, Dewar, con vacío interior, de diá-metro y altura algo mayores que el anterior (lo).

4 .0 Un vasito de 7 cvn. de alto y 4 de ancho, con borde plano, con tapa de la forma que se detalla en la figura.

La tapa lleva en su parte superior una prolongación en tubo, pro-visto de una llave de . forma especial.

Técnica de la determinación.—Se pone la muestra de tierra a desecar en el vasito, durante cuatro horas, sobre anhídrido fosfórico, renovándolo a las dos horas.

La tapa se adhiere al vaso con una solución de grasa, si se va a emplear como líquido de imbibición el agua, y de jabón blando y gli-cerina, si un líquido orgánico. Para que se pueda utilizar el jabón, es necesario que los bordes estén perfectamente desengrasados.

Seguidamente se hace el vacío dentro del vasito (no con trompa de agua).

Se ponen 50 c. c. del líquido de imbibición en la cámara de reac-ción, es decir, en el vaso que forma el depósito termométrico, intro-duciendo en éste el vasito. A su tapa se unen dos hilos protegidos por tubos de vidrio que permiten actuar sobre el vaso desde el exterior. Con uno de ellos se puede subir y bajar el vasito, y con el otro, abrir la llave, con lo que el líquido del vaso penetrará en el vasito.

Una vez hecho esto, se colocan dos rodajas de corcho atravesadas por tres orificios: dos centrales, para el paso de los hilos, y uno lateral, para el tubo prolongación de la cámara termométrica, colocando entre ambas serrín de corcho, aislándose así la cámara termométrica del exterior por la parte superior.

(6)

SUELO Y AGUA 183

colocándolo en posición perfectamente horizontal, permitiendo que se lea fácilmente el desplazamiento del menisco, para lo que se le-fija una escala.

El conjunto se pone en un bañomaría, de 50 litros aproximada-mente, mantenido a temperatura constante.

Se comienza por alcanzar el equilibrio de temperatura entre la muestra de la tierra y el líquido del termómetro, subiendo y bajando el vasito que contiene la muestra, tirando del hilo que va unido al tubo acodado.

Al cabo de quince-treinta minutos se sube el vasito hasta que sale su parte superior del líquido de imbibición y se fija en esta posición. Pasada una hora, no se produce en el menisco otra variación que las producidas por el medio exterior, y entonces se comienza la opera-ción de mojar el suelo.

Para esto se comienza por bajar el vasito hasta el fondo, pudien-do observarse una ligera variación duránte algunos minutos.

Se sujeta con una mano el hilo fijo en el acodamiento de la tapa, tirando con la otra del hilo fijo a la llave, con lo que entra el líquido, anotando treinta minutos después la posición del menisco de Toluol.

Restando de esta lectura la primera en que se alcanzó el equili-brio, se obtiene la longitud en que se ha dilatado el Toluol, y si se conoce la longitud que corresponde a cada caloría, se tendrá

fácilmen-te el número de calorías producido.

Aproximadamente, cada pequeña caloría corresponde a 0,2 C111.

pero es necesario, ante todo, proceder a determinar la correspondencia del calor producido con la posición del menisco, lo que se hace como más adelante se detalla.

Debe hacerse una corrección debida al enfriamiento, para lo que se hacen lecturas antes de comenzar y después de terminar. durante media hora.

También debe introducirse otra corrección con el vasito sin tierra, para tener en cuenta el calor producido al penetrar el aire en aquél.

(7)

184

Determinación de la equivalencia en calorías de a cm. de varia-ción en la posivaria-ción del menisco.— Se utilizan para esto los calores de neutralización de los ácidos sulfúrico o clorhídrico, que son los si-guientes:

Grados liCicaL 11:: SO. cal.

18 13,450 15,830

20 13,300

Se opera como sigue:

Se pone, con una pipeta, un número fijo de centímetros cúbicos de solución doble normal de sosa en el vasito del calorímetro que se coloca en la cámara de reacción.

La cantidad pesada precisa de ácido doble normal se pone en una capsulita en forma de dedal con una prolongación delgada de vidrio, soldando a la lámpara.

Se pone con cuidado ésta en el vasito, de modo que no se mezclen los líquidos, observando el movimiento del menisco del Toluol, hasta que se regularice, y anotando la variación por minuto durante los seis anteriores al comienzo de la neutralización. Rompiendo la pro-longación de la capsulita, se comienza la reacción lentamente, anotán-dose cada minuto las posiciones del menisco, hasta que la marcha se regularice, tomando durante los seis posteriores el desplazamiento medio.

Las lecturas anteriores y posteriores sirven para efectuar la co-rrección por enfriamiento, como se verá en los ejemplos que siguen:

(8)

Calor de neutralización: 1 g. = 31940 cal.; t = 18° ni ,.. ..eo 1

o

2.. 1-'. o. 9 a 9 :2. g . O -.-J 2-1 1-' c) ,i r... -,,3 g l' 9 n..9. o - . -0 1 1 1 ‹.9 me.. 9 o .,,, 17 1 Ne e . a:o. 9 ..z. 9 --zi r; r, 9 1.,-,,, c =7,--9 ...q . ' 1 1 2 0, p, l• 1. • .. ,3 3 1 -o ó 1 .,:.n , a. =3 1 1 . C. . Ej s.' 1 ' E•._.› a. 5 .,,, 1' 9.:a ,s'. 3', 1 IL 3 g • 1°- a ,‘, ,„ ?i..p..., 1 -.5. g 5:', 2 9 ,9,, a =1 rc ir 1.1 9 5 ,,, ro o = .7.,, a 2.11 3 . - a • o ='a ,uS))2 l',' g 3 .io's 1 5 . 11:11:3 o ,.., 1? :o g' -a -,a : 9 7• :1,9 ...,7 ' 01 9. 1 : - c,9, . -o O . .-, 9 g. cm, cal. cm. cm. cm. cm. mía. cm. cm. cm. cm. 1 1 34 31,94 + 0,15 17,10 + 0,10 +0,125 30 - 3,75 13,35 13,35 0,4179 2 2 33 63,88 + 0,10 28,79 + 0,08 + 0,09 30 - 2,70 26,09 13,03 0,4079 3 2 33 63,88 + 0,18 32,25 + 0,12 + 0,15 35 - 5,25 27,09 13,50 0,4227 4 3 32 95,82 + 0,13 43,20 + 0,07 + 0,10 35 - 3,50 39,70 13,23 0,4142 5 4 31 127,76 + 0,10 55,55 + 0,10 + 0,10 35 - 3,50 52,05 13,01 0,4073 6 5 30 159,70 - 0,08 64,10 - 0,12 + 0,10 35 + 3,50 67,60 13,52 0,4233 7 6 29 191,64 + 0,04 81,50 + 0,02 40 - 0,80 80,70 13,45 0,4212 NI 13,30 0,4164 m ± 0,08 0,0025 o o

Figure

Actualización...

Referencias

Related subjects :