Practica 3

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA UNIDAD ZACATENCO

DEPARTAMENTO DE INGENERIA EN SISTEMAS AUTOMOTRICES

LABORATORIO DE QUMICA APLICADA

PRACTICA NUMERO 3

“DETERMINACION DEL PESO MOLECULAR”

1.-OBJETIVO: Determinar el peso molecular de un gas con datos experimentales a partir de la Ecuación General del Estado Gaseoso y la de Berthelot.

2.-CONSIDERACIONES TEORICAS:

PESO MOLECULAR:

El peso molecular es la suma de los pesos atómicos que entran en la fórmula molecular de un compuesto. Para averiguarlo toma la formula molecular del compuesto, toma los pesos atómicos que lo componen y multiplica cada peso por el subíndice. Mira la tabla periódica multiplica la masa atómica por el número atómico.

ECUACION GENERAL DEL ESTADO GASEOSO:

De la ecuación de la ley combinada del estado gaseoso PV=KT

El Valor numérico de K está dado por el número de moles del gas problema y las unidades de la presión y el volumen pero es independiente de la naturaleza del gas, la ecuación anterior nos dice que para una presión y una temperatura dadas, un incremento en la cantidad de gas, aumenta el volumen y también la magnitud de K, es decir K es directamente proporcional al número de moles del gas.

La constante K por convenencia puede remplazarse por la expresión K=nR donde n es el número de moles del gas que ocupa un volumen a una presión y temperatura y R es la constante del gas por mol, que es universal para todos los gases y la ecuación de la ley combinada del estado gaseoso queda así:

PV = nRT Esta ecuación es la Ecuación General del Estado Gaseoso o la ecuación de los gases ideales.

En donde:

P=Presión (atm)

V=Volumen (Lt)

n= Numero de moles (gr/masa molecular)

R=Constante universal de los Gases Ideales

T=Temperatura (°K)

Es una de las relaciones más importantes en físico-química. Puesto que establece la relación directa entre volumen, temperatura, presión y el número de moles de un gas y permite toda clase de cálculos, cuando se conoce el valor de R.

El valor de R que mas se usa por sus unidades es el de 0.08205 atm*Lts / molg °K, también esta estos 82.05 atm*cc / molg°K, 10.73 Lb/pulg2 * pie3 / Lb mol * °R y 0.0848 Kg/cm3 * m3 / mol Kg* °K.

Al momento de resolver problemas usando esta ecuación general de los gases ideales, las unidades P, V, n y T deben de concordar con las unidades de de la constante de los gases.

La ecuación general de los gases ideales no siempre describen a los gases reales, aunque en situaciones ordinarias la diferencia entre el comportamiento ideal y real es tan pequeño que podemos hacer caso omiso de ello.

ECUACION 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 expresión de esta ecuación para presiones elevadas es difícil de manipular, a presiones bajas se reduce a:

PV=nRT[1+9PTc/128PcT (1-(6Tc^2)/T^2 ) ]

M= (W/V)(RT/P) [1+ 9PTc /128 PcT(1-6Tc^2/T^2)]

Donde P, V, R, T y n tienen el mismo significado que en la ley de los gases ideales y Pc y Tc son la presión y la temperatura críticas. Esta ecuación es muy exacta cuando las presiones son próximas o menores de una atmósfera y es muy útil en el cálculo de los pesos moleculares a partir de las densidades.

Cuando se calculan las masas moleculares por la ley de los gases ideales las masas moleculares son aproximadas aun teniendo datos exactos y esto se debe a que aun a la presión atmosférica, la ley de los gases ideales no representa con exactitud la conducta de los vapores.

La ecuación más apropiada para el cálculo de las masas moleculares es la de Berthelot pero solo cuando la presión y temperatura critica de la sustancia se tienen. Es muy exacto cuando las presiones son próximas o menores de una atmosfera y es útil para el cálculo de las masas moleculares a partir de las densidades.

3.- MATERIAL Y EQUIPO:

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

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 0 a 10 cc.

1 Mechero, anillo y tela c/asbesto.

1 Pinza doble para bureta.

1 Termómetro.

1 Micro botella.

1 Balanza digital.

Tubería de hule.

Algodón.

REACTIVOS:

Cloroformo (CHCl3)

Tetracloruro de Carbono (CCl4)

4.-DESARROLLO:

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, 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.

Introduzca la microbotella abierta que contiene la muestra (de una a dos gotas, previamente pesadas) en el tubo A y conecte el codo B inmediatamente, presionando para evitar fugas. Procure hacer la operación lo más rápido posible.

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