Practica 2 peso molecular.

[pic 1][pic 2]Instituto Politecnico Nacional

Escuela Superior de Ingenieria Mecanica y Electrica

Unidad Zacatenco

Ingenieria Electrica

Laboratorio de Química Aplicada

Práctica No. 2

“DEERMINACION DEL PESO MELECULAR”

Grupo: 2EV2                             No. Equipo: 3

Integrantes:

-GUTIERREZ TOVAR NICK DANNY

-MALDONADO ORDOÑEZ SEBASTIAN

-RAMÍREZ VELÁZQUE JUAN MANUEL

-TORRES MARISCAL YAIR

Fecha de Realización: 21/Septiembre/2016

Fecha de entrega: 5/Octubre/2016

Profesor:

Objetivo

El alumno podrá determinar el peso molecular de una sustancia gaseosa mediante este proceso descrito en el experimento asistido por la Ecuación General del Estado Gaseoso y la ecuación de Berthelot.

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Marco teórico

Ecuación general del estado gaseoso

[pic 3]

Esta ecuación es de utilidad más amplia, debido a que en la práctica las 3 variables (presión, volumen y temperatura) no varían en forma independiente, si no relacionadas.

En la actualidad, la citada ley de Boyle-Mariotte puede interpretarse como “para cualquier cantidad de gas seco que se mantenga a temperatura constante, ha de cumplirse que el producto de la presión a la que está sometido por el volumen que ocupa es constante”.

Van der Waals fue el primero que tomó las fuerzas intermoleculares y los volúmenes finitos para establecer una ecuación para los gases reales

[pic 4]

P, V y T son, la presión, el volumen y la temperatura reales del gas, determinadas experimentalmente.

Partiendo de la ecuación de Van der Waals se llega a la Ecuación de Berthelot

Se puede definir a la ecuación de Berthelot como intermedia entre la de Van der Waals y la de Clausius. Lo que hace Berthelot es suprimir la constante en la ecuación de Clausius:

[pic 5]

De dónde:

[pic 6]

Obteniendo el peso molecular a partir de la ecuación de los gases reales

Si bien un gas real es un gas hipotético donde las partículas se mueven muy rápidamente teniendo colisiones elásticas entre sí, los gases reales se constituyen de moléculas que poseen volumen propio y existen interacciones repulsivas y atractivas

Tenemos que

[pic 7]

De dónde

P = Presión

V = Volumen

n  = Número de moles

R = Constante gaseosa

T = Temperatura

Ahora bien, como

[pic 8]

Sustituyendo en la ecuación nos queda:

[pic 9]

De donde

m = masa

PM = Peso molecular

Despejando el peso molecular tenemos que

[pic 10]

Ecuación de Berthelot

La ecuación de estado de Berthelot es ligeramente más compleja que la ecuación de Van der Waals. Esta ecuación incluye un término de atracción intermolecular que depende tanto de la temperatura como del volumen. La ecuación tiene la siguiente forma:[pic 11]

Aplicando las condiciones del punto crítico se determinan los parámetros a y b, obteniéndose:[pic 12]

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

ara suplir esta deficiencia para utilizar la ecuación de Berthelot cerca del punto crítico, se ha efectuado una modificación, la cual se presenta a continuación:

dónde: Tr = T/Tc temperatura reducida

Pr = P/Pc presión reducida

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 y equipo

• 1 Matraz balón de fondo plano de 500 cm3 con tapón de hule
• 1 Tubo de vidrio de 20 a 35 cm de longitud cerrado en un extremo
• 1 Codo de vidrio de 90°
• 2 pipetas graduadas de 10 cm3
• 1 Mechero, anillo y tela c/asbesto
• 1 Pinza doble para bureta
• 1 Termómetro
• 1 Micro botella
• 1 Balanza digital
• Tubería de hule
• Algodón
• Cloroformo (CHCl3)
• Tetracloruro de carbono (CCl4)

Desarrollo Experimental

[pic 13]

1. Monte al aparato como se muestra 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.

1. Calentar a ebullición el agua contenida en el matraz (el nivel tocará ligeramente el tubo A) cuyo tapón deberá tener una salida para el vapor. Estando en ebullición, ponga el nivel del agua contenida en las pipetas de manera que el punto C indique cero. Esto se puede lograr subiendo o bajando una u otra pipeta. [pic 14][pic 15]

1. Introduzca la micro botella abierta que contiene la muestra (de una a dos gotas, previamente pesadas) en el tubo A y concrete el codo B inmediatamente presionando para evitar fugas. Procure hacer la operación lo más rápido posible. [pic 16]

1. Anote el máximo volumen desplazado en la pipeta C, esto será cuando todo el líquido en la micro botella haya pasado al estado gaseoso.
2. Quite la manguera que une a B con C y tome la temperatura del espacio libre en la pipeta C.

Cuestionario

Anote sus resultados experimentales obtenidos:

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