Determinación De La Masa Molar De Un líquido Volátil Por El método De Las Fracciones Parciales

Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Química

Laboratorio de Termodinámica

Determinación de la masa molar de un líquido volátil por el método de las facciones parciales

Introducción:

Un mol de una sustancia se define como la cantidad de ésta que contiene un número de Avogadro de entidades elementales. A la masa por mol de sustancia pura se le llama su MASA MOLAR M y viene dada por:

M_molar=m/n

Donde m es la masa de la sustancia y n es el número de moles en la misma sustancia. La masa molar M y el peso molecular PM se relacionan por: M= PM x 1 g/mol, donde PM es un número adimensional. Las unidades empleadas son los gramos sobre mol (g/mol) para el SI o también libras sobre el mol libra (lb/mollb) para el sistema inglés. El procedimiento para la determinación de los pesos moleculares aproximados que junto con el análisis químico, son por lo general suficientes para determinar el peso molecular.

Para estos procesos empleamos la ley de los gases ideales.

Si el peso molecular se obtiene de la densidad del gas a una presión y temperatura dadas. La mayoría de los métodos de determinación de los pesos moleculares están basados en estas ecuaciones. Métodos como los de Regnault que se usa para determinar los pesos moleculares de las sustancias gaseosas a temperatura ambiente; el método de Dumas que es el método usual de determinación del peso molecular en fase de vapor de los líquidos muy volátiles; el método de Victor Meyer que sirve para igual fin que el de Dumas pero es mucho más simple y flexible. También se tienen método para la determinación exacta de los pesos moleculares y uno de ellos es el de Densidades límite y está basado en el hecho de que cuando la presión tiende a cero la ley de los gases es exacta en cualquier caso.

Las densidades de un gas o vapor se determinan a una temperatura dada y a la presión atmosférica y otras menores. La relación se grafica con la presión P. Si el vapor o gas son ideales esta relación debería ser la misma a todas las presiones. Sin embargo como esta conclusión no es válida para los gases reales, la relación se modifica con la disminución de la presión. Afortunadamente la gráfica es casi lineal en la práctica y puede extrapolarse a cero sin dificultad y entonces tenemos la relación límite corresponde a la Ley de los gases ideales

Tabla de datos experimentales

Datos experimentales

Masa de la jeringa sin liquido (g) 4.381

Masa de la jeringa con líquido (g) 4.764

Presión barométrica local (cmHg) 57.7

Temperatura al cerrar el sistema (°C) 70.2

Presión manométrica inicial 0

Presión manométrica final (mmHg) 111

Masa del matraz vacío (g) 267.8

Masa del matraz con agua (g) 1364.7

Masa del agua en el matraz (g) 1096.9

Hoja de cálculo

Masa de la sustancia problema (g) 0.383

Presión parcial del vapor del líquido volátil (atm) 0.1460526

Volumen del sistema (aire, vapor del líquido volátil)(L) 1.0969 L

Masa molar de la sustancia problema (g/mol) 67.30

Algoritmo de cálculo:

1.- Masa de la sustancia problema:

Δm_(masa jeringa)=4.764g-4.381g=0.383 g

2.-Presión del vapor del líquido volátil:

111 mmHg((1 atm)/(760 mmHg))=0.1460526 atm

3.-Volumen del sistema

Δm_(masa matraz)=1364.7g-267.8g=1096.9g((1 ml)/(1 g))((1 L)/(1000 ml))=1.0969 L

4.- Masa molar de la sustancia problema:

PV=nRT PV=mRT/M M=mRT/PV

M=((0.383 g)(0.082 (atm L)/(mol °K))(343.35 °K))/((0.1460526 atm)(1.0969 L))=67.30 g/mol

Otros cálculos

°K=°C+273.15=70.2+273.15=343.35

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