EXP. N° 1: VOLUMEN MOLAR DE UN GAS

OBJETIVO

Determinar el volumen molar del gas hidrógeno H2(g) a C.N y en condiciones del laboratorio.

Hacer que la que reaccione completamente la muestra de magnesio, Mg(s).

Hallar el volumen muerto en la bureta.

Calcular el volumen de hidrógeno húmedo a condiciones del laboratorio.

Verificar que el volumen molar de un gas a condiciones normales (C.N) está definido.

MATERIALES

Probetas pequeña y grande

Vaso tubular

Soporte Universal

Pinzas del soporte de pie

Pipeta

Bureta

Cinta de magnesio 0.02gr.

Papel

10 ml de HCl (6M)

FUNDAMENTO TEORICO

TEORIA CINETICA DE LOS GASES: Supóngase que se introducen dos gases, exactamente a la misma temperatura y presión, en dos recipientes de volumen exactamente igual.

A determinada temperatura, las moléculas gaseosas a esa temperatura, tendrán la misma energía cinética media sin tener en cuenta su tamaño o masa. Las moléculas más pesadas viajarán con más lentitud, las más ligeras con mayor rapidez, pero la energía cinética tradicional media será igual para todas las moléculas. Si las energías cinéticas son iguales la diferencia de presión que ejercen los gases únicamente depende del número de moléculas de cada gas. Como ambos gases están a la misma presión, debe hacer igual número de moléculas en los dos recipientes.

LEY DE AVOGADRO: Según él, en 1911, considera que los elementos en fase gaseosa no están formados por átomos aislados, sino por moléculas que contienen generalmente átomos. Así el hidrógeno y el cloro están formados por moléculas de H2 Y Cl2. Según Avogadro, las moléculas ya sea de elementos o de compuestos, son las que están asociadas a un volumen constante es decir, que Avogadro propuso que “en las mismas condiciones de presión y temperatura volúmenes iguales de gases diferentes contienen el mismo número de moléculas”. Este enunciado se conoce como el Principio de Avogadro, Avogadro concluyó que, si una molécula de cloro es combinada siempre con una molécula de hidrógeno, iguales volúmenes de gases debían contener el mismo número de moléculas.

Sean n el número de moles de un gas y V el volumen. Entonces para dos gases en condiciones semejantes el principio de Avogadro establece que si V1 = V2 entonces n1 = n2 también si el número de moles de dos gases es igual en condiciones semejantes, entonces sus volúmenes serán iguales.

De esto se concluye que 1 mol de cualquier gas a CN ocupa el mismo volumen que 1 mol de cualquier otro gas a TPN.

PRESIÓN DE UN GAS: Los gases ejercen presión sobre cualquier superficie con la que entren en contacto debido a que las moléculas gaseosas están en constante movimientos. Los humanos nos hemos adaptado fisiológicamente tan bien a la presión del aire que nos rodea que prácticamente no nos percatamos de su existencia, quizás como los peces son inconscientes de la presión del agua sobre ellos.

DIAGRAMA DE FLUJO

Llenar la probeta grande con agua y ponerla dentro del vaso de precipitado.

Fijar la bureta con las pinzas y determinar volumen muerto.

Con la probeta pequeña mida 10 ml de HCl 6M y echarlo en la bureta y luego enrasarlo con agua.

Colocar la cinta de magnesio en forma de U en la boca de la bureta.

Coloque inmediatamente el disco de papel y presione con el dedo.

Voltee la bureta en introdúzcala en la probeta con agua; observe la reacción y determine el volumen del H2.

DATOS EXPERIMENTALES

Masa de la cinta de magnesio: 0,012 g

Volumen muerto de la bureta: 2,5 ml

Hallando “n” de H2

Rxn: Mg(s) + 2HCl(ac) MgCl2(ac) + H2(g)

24,3 g Mg 1 mol de H2

0.02 g Mg n H2

n H2 =0.02/24.3 = 8.23 x 10 -4

Hallando Volumen de H2

Usamos ecuación general de los gases:

(P1×V1)/T1=(P2×V2)/T2

Donde:

P1= P gas seco = 752 mmHg – 23,5 mmHg = 728,5 mmHg

V1= V. muerto + V. graduado =2,5 ml + 17 ml =19.5 ml

T1 = 273 +25 = 298 Temp. de Laboratorio

P2 = 760 mmHg y T2=273

(728.5×19.5 m l)/298=(760×V2)/273

V2 = 0.01711 Litros

Volumen Molar Practico: V2 / N H2 = 0.01711/ 8.23 x 10 -4 = 20.789 L/mol

= 26,326 L/mol

Volumen Molar Teórico: 22,38 L/mol

c) % Error = (26.326-22.38)/22.38 x 100 = 7.109%

CONCLUSIONES

El volumen molar del hidrógeno se obtiene del volumen entre el número de moles.

El volumen de hidrógeno es igual al volumen medido en la bureta y el volumen muerto.

De la reacción química entre Mg(s) y HCl se forma el cloruro de magnesio (MgCl2) y el gas hidrógeno (H2(g)).

El volumen molar del gas hidrógeno a C.N. es definido (22.38 l).

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