Practica 2 Quimica Aplicada Esime

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

ICE

ACADEMIA DE QUIMICA

REPORTE

PRACTICA N° 2

DETERMINACIÓN DEL PESO MOLECULAR

Gutiérrez Cruz Samuel Issac

Santoyo Escalante Armando

OBJETIVO

Determinar el peso molecular de un gas con datos experimentales a partir de la ecuación general del estado gaseoso y la de Berthelot.

MARCO TEÓRICO

LEY DE LOS GASES IDEALES:

La ley de los gases ideales es la ecuación de estado del gas ideal, un gas hipotético formado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son perfectamente elásticos (conservación de momento y energía cinética). Los gases reales que más se aproximan al comportamiento del gas ideal son los gases monoatómicos en condiciones de baja presión y alta temperatura.

Empíricamente, se observan una serie de relaciones entre la temperatura, la presión y el volumen que dan lugar a la ley de los gases ideales, deducida por primera vez por Émile Clapeyron en 1834.

ECUACIÓN DE VANDER WALLS:

La ecuación de Vander Walls es una ecuación de estado de un fluido compuesto de partículas con un tamaño no despreciable y con fuerzas intermoleculares, como las fuerzas de Van der Waals. La ecuación, cuyo origen se remonta a 1873, debe su nombre a Johannes Diderik van der Waals, quien recibió el premio Nobel en 1910 por su trabajo en la ecuación de estado para gases y líquidos, la cual está basada en una modificación de la ley de los gases ideales para que se aproxime de manera más precisa al comportamiento de los gases reales al tener en cuenta su tamaño no nulo y la atracción entre sus partículas.

(P+(n^2 a)/V^2 )(V-nb)=nRT

dónde:

p es la presión del fluido,

V es el volumen total del recipiente en que se encuentra el fluido,

a mide la atracción entre las partículas ,

b es el volumen disponible de un mol de partículas ,

n es el número de moles,

R es la constante universal de los gases ideales, ,

T es la temperatura, en kelvin.

Debe hacerse entre una distinción cuidadosa entre el volumen disponible para una partícula y el volumen de una partícula misma. En particular, en la primera ecuación se refiere al espacio vacío disponible por partícula. Es decir que , es el volumen del recipiente dividido por el número total de de partículas. El parámetro , por el contrario, es proporcional al volumen ocupado de una partícula —únicamente delimitado por el radio radio atómico. Este es el volumen que se restará de debido al espacio ocupado por una partícula. En la derivación original de Van der Waals, que figura a continuación, es cuatro veces el volumen disponible de la partícula. Observe además que la presión tiende a infinito cuando el contenedor está completamente lleno de partículas de modo que no hay espacio vacío dejado por las partículas a moverse. Esto ocurre cuando .

ECUACIÓN DE BERTHELOT:

La ecuación de estado de Berthelot es ligeramente más compleja que la ecuación de Vander Walls. Esta ecuación incluye un término de atracción intermolecular que depende tanto de la temperatura como del volumen. La ecuación tiene la siguiente forma:

p = presión del gas

v = volumen del gas por mol

T = temperatura del gas

R (cte) = 0.082/mol*K

Aplicando las condiciones del punto crítico se determinan los parámetros a y b, obteniéndose:

P.M=mRT/PV [1+(9 P T_c)/(128 T〖 P〗_c ) (1-(6 T_c^2 )/T^2 )]

Esta ecuación al igual que la de Vander Walls predice un valor para Zc igual a 0,375, por lo que no es aconsejable utilizar cerca del punto crítico.

Para suplir esta deficiencia para utilizar la ecuación de Berthelot cerca del punto crítico, se ha efectuado una modificación.

Para esta ecuación el factor de compresibilidad crítico tiene un valor de 0,28, el cual se acerca bastante al valor promedio experimental de Zc para la gran mayoría de los gases no polares

MATERIAL

Matraz balón de fondo plano de 500 cc con tapón de hule bihoradado

Tubo de vidrio de 20 a 35 cm de longitud cerrado en un extremo

1 codo de vidrio de 90

2 pipetas graduadas de 0 a 10 cc

1 mechero, anillo y tela con asbesto

1 pinza doble para bureta

1 termómetro

1 microbotella

1 balanza digital

Tubería de hule

Algodón

REACTIVOS

Cloroformo (CHCl3)

Tetracloruro de Carbono (CCl4)

PROCEDIMIENTO

Monte el aparato como se indica en la figura 1, introduzca un pedazo de algodón en el fondo del tubo A para evitar que se rompa al dejar caer la micro botella que contiene la muestra.

Calentar a ebullición el agua contenida en el matraz (el nivel tocara ligeramente el tubo A) cuyo tapón deberá tener una salida para el vapor. Estando en ebullición

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