Informe de fisico 1

Resumen:

El objetivo del práctico es determinar la densidad de un gas a diferentes presiones y luego obtener su masa molar utilizando el método de las densidades límites, que sostiene que cuando la presión tiende a cero, la ecuación de estado del gas ideal es válida para cualquier gas.
Para calcular la densidad se tiene que:

                 donde,        d = Densidad (g/L)
                                                          w= masa (g)
                                                          V= Volumen (L)
El volumen es conocido y la masa puede calcularse masando el gas contenido en el balón y restándole la masa del balón vacío de la siguiente manera:

masa gas = (masa balón + gas) – (masa balón vacío)

Para el cálculo de las densidades límites se efectúan medidas de presión del gas, tabulándose los datos en una tabla, junto con el valor de (d/P) correspondiente a la densidad del gas dividido por la presión.
Se realiza un gráfico “(d/P) vs P”, casi lineal que puede extrapolarse a cero para obtener el valor limite (d/P)  .
Así la masa molar se calcula usando el valor límite de la manera:

             M= (d/P)  RT      donde,                     M= Masa Molar
                                                                       (d/P) = Valor límite de densidad cuando
                                                                                                          R = cte. De los gases
                                                                                      T: Temperatura cte

Se obtuvo el valor de 33,0 (g/mol) de masa molar, atribuyéndose dicha masa al gas “Oxígeno” pues es la cifra más cercana de las 4 posibles.


Parte experimental.-

Materiales:

- Balón de vidrio de volumen conocido, provisto de llave.
- Balanza de precisión
- Red de vacío (bomba de vacío, manómetro, etc)
- Barómetro
- Gas (Oxígeno, Hidrógeno, Nitrógeno y Dióxido de Carbono)






Método Experimental:

Cuidando de no tocar el balón directamente con los dedos, se conecta a la red de vacío, evacuando completamente el aire de su interior (las ramas del manómetro no varían) y luego cerrando la llave que comunica a la red. Una vez vaciado se procede a masar el balón, anotándose ese dato.
Se conecta nuevamente el balón a la red, esta vez para eliminar cualquier residuo de aire, esto es “cebar” el balón con el gas problema y luego se hace vacío otra vez del sistema.
Una vez cebado, se procede a llenar el balón con gas a la presión que se deba medir (En este caso 8 mediciones, desde los 28 cm a 0 cm) anotándose la variación de las ramas del manómetro que corresponden a Hx y Hr.
Se cierra la llave que conecta el balón con el sistema y se procede a masar, anotándose el dato en una tabla. Se repite el proceso de vacío, llenado de balón, medición de Hx y Hr, y luego masar, variando la altura del manómetro 4 cm hasta alcanzar la presión atmosférica.
Se leyó además la presión barométrica, la temperatura ambiente y los factores de corrección de la presión.

Datos Experimentales:

- Temperatura Ambiente:  23ºC                   ± 0,5 ºC
- Presión atmosférica      :  766,3 mmHg     ± 0,1 mmHg
- Factores de corrección :  760= 2,85   780= 2,93
- Nº  Balón                      :  17
- Volumen balón             :  282,04 cc           ± 0,01 cc
- Masa balón vacío          :  151,6026 g        ± 0,0001 g
- Sistema                         :   3

Tabla Nº 1: Datos Experimentales:

[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]

            
Datos bibliográficos:
R = 0,0821096 [atm·L]/[K·mol] (Química, R. Chang, Mc Graw-Hill, pág. 167, 1998)

Masa Molar Oxígeno:   31.99g/mol. (Química analítica, Skoog West Haller, 4ª edición, editorial Reverté, Pág. Inicial)

Resultados

Magnitudes Calculadas:

- Temperatura                            : 296 ºK     ± 0,05 ºK
- Factor de Correción                : 2,88 para 766,3 mmHg
- Presión atmosférica corregida:  763,4 mmHg  ± 0,1 mmHg
- Volumen balón                        : 0,28 L

Tabla Nº2.- Determinación de (d/P) 

Gráfico:

             [pic 6]








Ejemplos de cálculos:

- Corrección de la presión barométrica:

Con los datos (760, 2.85) y (780, 2.93) , se usa la ecuación de la pendiente para obtener:

780 – 760   = 250 → Pendiente

2,93 – 2,85

Se puede reemplazar  la pendiente  para una presión de la que no se tiene coeficiente de ajuste:

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