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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