Determinación de la constante universal de los gases, R

“DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE UNIVERSAL DE LOS GASES R”

Objetivo

Determinar experimentalmente la constante universal de los gases R y el volumen molar del hidrógeno.

Problema

Manteniendo constantes, cantidad de materia (n), presión (P) y temperatura (T), obtener experimentalmente la constante universal de los gases R y el volumen molar a condiciones ambientales, a partir de la reacción de Mg y HCl para producir hidrógeno.

Datos experimentales

Burbuja de 2-10mL.   Pvapor: 2.4877kPa.

0.4mL HCl 3M.          Patm: 779.9mbar.

Resultados.

Experimento1:              Experimento 2:

mo: 0.0377g Hg            mo=0.0261g Hg

mf: 0.0261g Hg             mf: 0.0075g Hg

Vo: 9 mL                        Vo: 9mL

Vf: 28.4 mL                   Vf: 28.8 mL

Tamb: 21°C                   Tamb: 21ºC

Cálculos

Patm: 779.9mbar x[pic 1]

Pvaor: 2.4877kPa x[pic 2]

T: 21ºC + 273.15 = 294.15ºK

1: 0.0261g Hg - 0.0377g Hg  = -0.0116g Hg[pic 3]

2:0.0075 g Hg - : 0.0261g Hg = -0.0186g Hg[pic 4]

PH2: Patm – Pvapor= 0.7451497656 atm

1: 28.3ml – 9mL= [pic 5][pic 6]

2: 28.8ml – 9mL= [pic 7][pic 8]

Mg + 2HCl  MgCl2 + H2      1mol Hg 1mol H2[pic 9][pic 10]

   [pic 11]

 2[pic 12]

[pic 13]

2[pic 14]

VmolarH2:  => 2[pic 15][pic 16]

VmolarH2 = 2 [pic 17]

PV=nRT

Experimento 1:

  =>  [pic 18][pic 19]

Experimento 2:

 [pic 20]

Cuestionario extra.

1. A  partir  de la  ecuación  balanceada, demuestra usando  los cálculos apropiados, que  el reactivo limitante en la reacción de formación del H2 es el HCl.

Mg + 2HCl  MgCl2 + H2      [pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

 El reactivo limitante es el HCl porque es el que se encuentra en menor cantidad y reacciona por completo, respecto a los cálculos teóricos.

1. ¿Qué errores experimentales influyeron en tu determinación de R?

En el caso particular de este equipo fue una fuga en la bureta, así como en los tapones de los tubos de ensaye y que no todo el Mg reaccionó.

1. ¿Qué efectos tienen los siguientes errores experimentales en el cálculo del valor de R? ¿Se  incrementa  el  valor  de R?,  ¿Decrece?  ¿Se  mantiene  el  valor?

Explica  tus  respuestas para cada inciso.

1. Parte del HCl no reaccionó con el magnesio.

R disminuiría porque la cantidad de H2 no sería suficiente para que el volumen final aumentara y esto afectaría al resultado final.

1. Hay un exceso de Mg en la reacción de generación del H2.

R seguiría igual debido a que el reactivo limitante es el HCl y de él depende la cantidad de H2 que habría en la reacción

1. La presión de vapor del agua no fue considerada en el cálculo de R.

R disminuye debido a que la presión es proporcional al mismo y esto ocasionaría que la presión en cálculos se reduzca considerablemente provocando que R también lo haga.

1. Parte del H2 escapo del matraz.

Esto ocasionaría que la cantidad de gas no baje el volumen del agua hasta donde debería, ocasionando que los cálculos sean obsoletos y provocaría que R disminuyera considerablemente.

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