PRACTICA NO. 2 Determinacin del peso molecular
PRACTICA NO. 2 Determinacin del peso molecularLABORATORIO DE
QUIMICA APLICADA
INDICE:
Marco Terico:...2Materiales y Reactivos:....5Desarrollo:6-9Tabla
de Datos:....10Cuestionario:..10-11Clculos:...12Observaciones y
Conclusiones:13-15Bibliografa:16
PRACTICA NO. 2DETERMINACION DEL PESO MOLECULAROBJETIVO:
Determinar el peso molecular de un gas con datos experimentales a
partir de a Ecuacin General del Estado Gaseoso y la de
Berthelot.MARCO TEORICO:
Masa Molecular Es el nmero asignado a cada elemento qumico para
especificar la masa promedio de sus tomos. Puesto que un elemento
puede tener dos o ms istopos cuyas masas difieren, el peso atmico
de tal elemento depender de las proporciones relativas de sus
istopos. La composicin isotpica de los elementos que se encuentran
en la naturaleza es casi constante, excepto en aquellos que ha
producido la radiactividad natural. El peso atmico se refiere a
esta mezcla natural.
Debe conocerse el peso molecular para determinar la formula
molecular de un compuesto. Para compuestos que son gases a
presiones y temperaturas adecuadas, la ley de los gases ideales
proporciona la base para determinar la presin de los pesos
moleculares. Gas IdealSe define como gas ideal, aquel donde todas
las colisiones entre tomos o molculas son perfectamente elsticas, y
en el que no hay fuerzas atractivas intermoleculares. Se puede
visualizar como una coleccin de esferas perfectamente rgidas que
chocan unas con otras pero sin interaccin entre ellas. En tales
gases toda la energa interna est en forma de energa cintica y
cualquier cambio en la energa interna va acompaada de un cambio en
la temperatura.Un gas ideal se caracteriza por tres variables de
estado: la presin absoluta (P), el volumen (V), y la temperatura
absoluta (T). La relacin entre ellas se puede deducir de la teora
cintica y constituye la
Dnde: n = nmero de moles R = constante universal de gas = 8.3145
J/mol K N = nmero de molculas k = constante de Boltzmann = 1.38066
x 10-23 J/K = 8.617385 x 10-5 eV/K k = R/NA NA = nmero de Avogadro
= 6.0221 x 1023 /mol Van der Waals introdujo correcciones que tenan
en cuenta el volumen finito de las molculas y las fuerzas
atractivas que una molcula ejerca sobre otra a distancias muy
cercanas entre ellas.
Las constantes a y b son caractersticos de cada gas y se
obtienen a partir de los datos de la presin, Pc, volumen Vc y la
temperatura Tc crtica. El punto crtico es un punto de inflexin de
la isoterma Tc en el diagrama P-V de modo que se cumple que
La ley del gas ideal puede ser vista como el resultado de la
presin cintica de las molculas del gas colisionando con las paredes
del contenedor de acuerdo con las leyes de Newton. Pero tambin hay
un elemento estadstico en la determinacin de la energa cintica
media de esas molculas. La temperatura se considera proporcional a
la energa cintica media; lo cual invoca la idea de temperatura
cintica.Una mol de gas ideal a TPE (temperatura y presin
estndares), ocupa 22,4 litros.Ecuacin de BerthelotEs la ecuacin de
van der Waals modificada para tomar en cuenta la dependencia de las
fuerzas de atraccin con la temperatura. Se expresa de la siguiente
manera:
En forma reducida quedara de la siguiente forma:
Esta ecuacin permite una mayor exactitud a bajas presiones y
temperaturas.
Materiales y Reactivos:
MATERIALREACTIVOS
1 Matraz baln de fondo plano de 500 cm3 con tapn de hule
bihoradado1 Tubo de vidrio de 20 a 35 cm de longitud cerrado en un
extremo1 Codo de vidrio de 902 Pipetas graduadas de 10cm3 1
Mechero, Anillo y tela c/asbesto1 Pinza doble para bureta1
Termmetro 1 Micro botella1 Balanza digital Tubera de hule Algodn
Cloroformo (CHCl3)Tetracloruro de Carbono (CCl4)
Procedimiento:1. Se mont el aparato como se indica en la figura
1, se introdujo un pedazo de algodn en el fondo del tubo A para
evitar que se rompa al dejar caer el micro botella que contiene la
muestra.
2. Se calent a ebullicin el agua contenida en el matraz (el
nivel tocara ligeramente el tubo A) cuyo tapn deber tener una
salida para el vapor, estando en ebullicin, se puso el nivel del
agua contenida en las pipetas de manera que el punto C indique
cero. Esto se puede lograr subiendo o bajando una u otra
pipeta.
3. Se introdujo el micro botella abierta que contiene la muestra
(de una a dos gotas, previamente pesadas) en el tubo A y se conect
el codo B inmediatamente, presionando para evitar fugas.
4. Se anot el mximo volumen desplazado en la pipeta C. Esto ser
cuando todo el lquido en la micro botella haya pasado al estado
gaseoso.
5. Se quit la manguera que une a B con C y se tom la temperatura
del espacio libre en la pipeta C.
Cuestionario:CCl4CHCl3
m0.040gr0.040gr
T C3128
V 2 ml7ml
1. Considerando el comportamiento ideal, calcule el peso
molecular de la sustancia problema:
P=585mmHg-P (vapor del agua)
P vapor del agua(mmHg)T(C)
26.827
28.328
30.129
31.830
33.731
35.732
37.733
39.934
1. A partir de los pesos atmicos determine el peso molecular de
la sustancia del problema.
1. Calcule el peso molecular con la ecuacin de Berthelot:
Tc=532.6K Pc=39.48 atm.PM=660.60gr/mol: Tc=536.3K Pc=53.39
atm.PM=40.699gr/mol1. En su clculo, hizo una correccin a la presin.
por qu se hace esta correccin?
R: Se debe a la incompleta comprensin de las interacciones
moleculares sobre todo en los estados lquidos y slidos los
coeficientes de todas las ecuaciones de estado deben de ajustarse
de acuerdo a los distintos resultados experimentales previstos.
1. Entre el peso molecular obtenido considerando el
comportamiento ideal y con la ecuacin de Berthelot, Cul fue el ms
prximo al calculado por los pesos atmicos?
R: El de Berthelot.
Calculos:
CCl4:
CHCl3:
Autor: David Reyes Toms
Observaciones.El cloroformo y el tetracloruro de carbono son
gaseosos, por lo tanto debemos cerrar bien la micro botella para
evitar que se evapore.Observamos un proceso en el cual el gas al
consumirse dentro del tubo de cristal calentado por medio de la
ebullicin de agua hace que aumente tanto el volumen como la presin
de tal forma que la cantidad de agua que se encuentra en la probeta
nmero c aumenta su nivel.Si se deja pasar tiempo en el momento de
introducir la micro botella y en sellar el matraz de baln puede
causar una medicin errnea en el volumen desplazado en la pipeta,
nosotros tardamos en cerrarla y notamos como el volumen desplazado
era menor.Dependiendo de la sustancia ser el volumen desplazado en
el modelo. En este caso se observ que influyo la masa de la
sustancia y su peso molecular.Conclusiones Los valores obtenidos en
forma experimental del peso molecular de los gases fue diferente
con respecto a los valores obtenidos con las ecuaciones precisas
para determinarlo aunque no variaron mucho los resultados, con
estos datos obtenidos en el experimento y utilizando la ecuacin de
berthelot y la ecuacin de los gases ideales para obtener el peso
molcular es preferible la ecuacin de berthelot por su exactitud. se
puede notar que hay formas ms exactas de poder obtener los pesos
moleculares. Podemos concluir entonces, que utilizando este
experimento es posible estimar de forma sencilla el peso molecular
de un gas.
Autor:
OBSERVACIONESDurante la prctica pude observar a detalle cmo se
cumple con la Ecuacin General del Estado Gaseoso, tuvimos que
acomodar la tubera de hule, ya que esta, no estaba alineada y esto
haca que no pudiramos observar como aumentaba el volumen contenido
en este; hasta que estuviera equilibrado; sin antes claro est
depositar los reactivos dentro del Matraz baln de fondo plano y
sellarlo rpidamente para que este no perdiera la cantidad exacta de
cloroformo y de Tetracloruro de Carbono, pues si no, no podra
cumplirse la ley de la conservacin de la materia.
CONCLUSINEs de suma importancia conocer el funcionamiento de la
Ley General del Estado Gaseoso, pues en ella como su frmula lo
indica: PV=nRT podemos conocer el peso molecular, donde para
obtener la presin o el volumen, influyen otras variantes como la
temperatura, en la presin hay que considerar la presin atmosfrica;
como en este caso observamos al momento de que fue cambiando el
nivel dentro de las pipetas, y como la ley de la conservacin de la
materia influye en el resultado, puesto que al ser reactivos que
tienden a evaporarse es necesario contenerlos como lo expresado en
la ley de Berthelot.
Autor:
Observaciones Durante la prctica se observ que es importante que
no existan fugas de vapor durante el experimento ya que esto
produca un error. Se pudo observar el cambio de volmenes al colocar
el CCl4 y el CHCl4Conclusiones Existen diferentes formas de
calcular el peso atmico o el peso molecular por ejemplo es con la
formula n=m/M, despejando M, con esta prctica se comprob
experimental y analticamente que es posible calcular el valor del
peso molecular tanto del CCl4 como del cloroformo CHCl3 mediante la
ecuacin general de los gases ideales y la ecuacin de Berthelot. Con
la ecuacin de Berthelot se pudo obtener un clculo ms exacto ya que
en la ecuacin general del estado gaseoso el resultado solo es
aproximado.
Bibliografia:
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