UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE MXICO.

Facultad de Qumica

Laboratorio Termodinmica

Grupo 13-Determinacin de la masa molar de un lquido voltil por el mtodo de presiones parciales

Ramos Morales Francisco

Objetivo:Conseguir establecer una relacin entre el volumen desplazado, la presin parcial y la masa molar de un compuesto, experimentalmente.Hiptesis: Al alcanzar una temperatura de 90 grados dentro del matraz, se tendr un sistema en equilibrio, al inyectar el liquido voltil, este se convertir en gas rpidamente y provocara un desplazamiento del volumen del liquido al interior del manmetro. Se modificara la presin del manmetro y sabremos la masa molar del gas.Introduccin.La base terica de este experimento es ocupar la ley de gases ideales para poder calcular la masa molar de un gas, haciendo unas pequeas modificaciones a esta ley. La utilidad de este experimento radica en la sencillez del experimento, pero que arroja un mtodo alternativo para conocer la naturaleza de una sustancia, en este caso un gas. En el desarrollo experimental trataremos de averiguar la masa molar de una sustancia problema y con los datos obtenidos, aunado a los clculos correctos conocer con que gas estamos trabajando.Material y reactivos1 Matraz bola de fondo plano de 1 000 mL 1 tramo de tubo ltex1 termmetro 1 soporte universal con pinzas2 tubos de vidrio (15 cm) en ngulo recto 1 llave de paso1 Tapn tetra horadado para el matraz 1 bao de temperatura constante1 tapn para catter con membrana 1 Jeringa de 1 mL con aguja larga1 manmetro de mercurio Balanza de precisin 0.001g

Aplicacin lenguaje termodinmico.Sistema: Aire y muestra gaseosa al interior del matraz y del manmetro.Alrededores: Agua en bao mara, aire de los alrededores y mercurio del manmetroParedes: diatrmicas, rgidas e impermeables.Fases. Homognea, 1 sola fase gaseosa.

Cuestionario previo1. Qu es la masa molar y cules son sus unidades ms usadas? Es la masa de algn compuesto contenido en un mol de partculas, se usa g/mol como unidad de la masa molar.

2. Para determinar la masa molar de la sustancia problema se debe suponer que en estado gaseoso se comporta como gas ideal? Justificar la respuesta.Para poder hacer uso de la frmula del gas ideal.

3. Qu es presin parcial y en que sistemas la encuentro? Es la presin en un sistema debida a uno solo de sus componentes, Se encuentra en sistemas que presentes mezclas.

4. Qu relacin existe entre la masa molar y la presin parcial?La masa molar es particular de una formula mnima que describe un compuesto y la presin parcial tambin es nico de cada molcula.

Metodologa Experimental:

MM de un lquido voltil.

Elegimos el sistema de estudio (etanol)

Alcanzando las sig. Condiciones.

Volumen ctePsist vs PatmSistema cerrado (paredes rgidas y diatrmicas)Temperatura cte

Obteniendo

Volumen MatrazMasa MolarPresin parcialMasa (g)

*Resultados:

Masa jeringa sin lquido2.5998(g)

Masa jeringa con lquido2.9737(g)

Temperatura al cerrar el sistema69.3C

Pman1 (antes de inyectar el lquido)2mmHg

Pman2(despus de inyectar el lquido)90mmHg

Volumen del matraz1.15L

Constante universal de los gases0.0802L-atm/mol-k

*Clculos: -Masa de muestra en cuestin2.9737-2.5998=0.3739g* -Presin parcial del vapor del lquido voltil (atm)Pi= (Patm +Pman2) - (Patm + Pman1)Pi=90mmHg-2mmHgPi=88mmHg88mmHg81atm/760mmHg) =0.115atm* -Masa molar del etanolMi=miRT/PiVMi=(0.3739g)(0.0802L-atm/mol-k)(342.45K)/(0.115atm)(1.15L)Mi=77.64g/mol* -Masa molar del etanol tericoCH3-CH2-OH=46.02g/mol* -%error(77.64-46.02/77.64)x100=40.72%*Temperatura de ebullicin del etanol:Etanol hexano 58.7CEtanol benzeno 67.9CAgua etanol 78.2C

Hoja de clculos

Masa de la sustancia problema (g)

0.3739g

Presin parcial del vapor del lquido voltil (atm)0.115atm

Volumen del sistema (aire y vapor del lquido voltil) (L)

1.15L

Masa molar de la sustancia problema (g/mol)

77.64g/mol

Anlisis de resultados:El xito de esta prctica consista en:-Volumen y temperatura constantes-sistema cerrado con paredes rgidas y diatrmicas-Dos componentes (aire y etanol).Los problemas que surgieron en nuestro experimento fueron:-La fuga de gases (lo detectamos con el manmetro), revisamos todo el sistema y todo estaba perfectamente sellado excepto donde se coloco el termmetro, lo cual se logro corregir y los datos nos dieron aun as valores con un gran % de error.Clasificacin de hiptesis:La hiptesis propuesta fue correcta, se pudo establecer experimentalmente una relacin entra el desplazamiento del liquido del manmetro, la diferencia de presiones y as estimar la masa molar del compuesto problema.

Ejemplos de aplicaciones.

En la industria: empresas como Praxair trabajan con gases, puede ocurrir que un tanque no est etiquetado y tengan opciones acerca de la naturaleza del gas, entonces conociendo los valores de presin, temperatura y dems condiciones, puedan calcular la masa molar y de esta forma saber que gas esta al interior.

En el laboratorio: el uso de la formula de gas ideal, ocupando el despeje de la masa molar es de mucha ayuda en el proceso de predecir los resultados y dar una gua acerca de los resultados esperados, puede servir como procedimiento auxiliar a un experimento que pretenda conocer la naturaleza de una sustancia.

Reflexionar y responder Resolver los siguientes problemas:a) Se determina la masa molar de la nicotina mediante el mtodo de Dumas. El matraz usado tiene una capacidad de 248 mL y la masa de la sustancia problema fue 0.904g. Al cerrar el matraz se registr una temperatura de 246 C y una presin de 72.8 cmHg. Cul es el valor de la masa molar de la nicotina en g/mol?***b) En un aparato de Vctor Meyer al evaporarse 0.110 g de un hidrocarburo puro se desplazaron 27 mL de aire medidos en una bureta de mercurio a 26.1 C y 0.9776 atm de presin. Cul es la masa molar del hidrocarburo?Aplicacin del lenguaje termodinmico1. En el experimento que se realiz, cul es el sistema antes y despus de inyectar el lquido?Antes es el aire al interior del matraz y el aire al interior de la rama cerrada del manmetro.Despus sera la mezcla de aire caliente y el gas del lquido voltil junto con el aire contenido en la rama cerrada del manmetro.

2. Antes de inyectar el lquido, cuntos componentes tiene el sistema?, cules son?, qu componente se encuentra en mayor proporcin? Antes: 1; aire caliente.

3. Despus de inyectar el lquido, cuntas fases presenta el sistema? 1 sola fase gaseosa homognea4 Qu tipo de paredes limitan el sistema? Diatrmicas, rgidas e impermeables5. Cmo se clasifica el sistema antes y despus de inyectar el lquido?Al principio aislado y despus cerrado.7. Cules son las variables termodinmicas que se modifican durante el experimento?La masa, temperatura y la presin8. Cules son las variables termodinmicas que permanecen constantes? Volumen9. La masa molar se clasifica como una propiedad: Intensiva

Conclusin.

Es muy importante tener como base, un modelo, (Ley de Gases Ideales), ese modelo contiene ciertas restricciones para que se pueda aplicar, o simplemente por la mtodo que se aplica (Dumas, Meyer y Regnault), por lo que en el experimento se deben tomar medida precautorias, como fue en nuestro caso sellar todo el instrumental para que no se mezclara la sustancia que se ocupo, con el aire, y que todo lo que se ocupara estuviera en perfectas condiciones.El hecho de que el liquido que se ocupara fuera voltil, facilito la medicin del gas, a pesar de que para la vida diaria, es cree que la masa de un gas es muy difcil de medir, resulta fcil, si las paredes con las que est el gas sean cerradas, rgidas y diatrmicasA pesar de tener todo bien, la precisin de nosotros para manipular lo que medimos, no es muy buena, y eso se ve reflejado en que tan cerca estuvieron los resultados experimentales, con los tericos1.

Con esta prctica aprend la importancia de la ecuacin de gas ideal, as como sus aplicaciones y en este caso que al usar la ley de las presiones parciales y la caracterstica de un lquido voltil podemos calcular su masa molar.En lo experimental que siempre hay que revisar que o exista algn tipo de falla tal que nuestros mrgenes de error sern mayores o bien nuestro trabajo no tendr xito.

Bibliografa.

-Fisicoqumica para ciencias qumicas y biolgicas. Raymond Chang Tercera edicinEditorial MAC GRAW HILL pg. 10 Y 11-genesis.uag.mx/edmedia/material/qino -www.todoexpertos.com Qumica