Practica 5 Termodinámica

Determinación de la constante universal de los gases R

Objetivos

Determinar experimentalmente la constante universal de los gases R y el volumen molar del hidrógeno.

Problema

Manteniendo constantes, Cantidad de materia (n), Presión (P) y Temperatura (T), obtener experimentalmente la constante universal de los gases R y el volumen molar a condiciones ambientales, a partir de la reacción de Mg y HCl para producir hidrógeno

Datos experimentales

Experimento 1

Inicial Final =

Volumen 8 ml 15.6 ml 7.6 ml

Masa 0.042 g 0.034 g 0.008 g

Temperatura 22.3 22.3 °C

Experimento 2

Inicial Final =

Volumen 7.3 ml 10.6 ml 10.3 ml

Masa 0.042 g 0.034 g 0.008 g

Temperatura 22.4 22.4 °C

Cálculos

Experimento 1

Volumen

V= 8 ml-15.6 ml = 7.6 ml

7.6 ml((1 L)/(1000 ml))=7.6x〖10〗^(-3) L

Masa y mol

m= 0.042 g – 0.034 g = 0.008 g

η=0.008 g ((1 mol Mg)/(24.312 g))= 3.29x〖10〗^(-4) mol

Temperatura

T = 22.3 + 273.15 K = 295.45 K

Presión

780 mbarr ((1 barr)/(1000 mbarr))((〖10〗^5 Pa)/(1 barr))((1 atm)/(1.013x〖10〗^(5 ) Pa))= 0.77 atm

2.6447 Kpa ((1000 Pa)/(1 Kpa))((1 atm)/(101325 Pa))= 0.026 atm

P_atm= P_(H₂O)+ P_(H₂)

P_(H₂ )= P_atm-P_(H₂O)

P = 0.77 atm – 0.026 = 0.74 atm

Calculo de R

R=PV/ηT

R=((0.74 atm)(7.6x〖10〗^(-3) L))/((3.29x〖10〗^(-4) mol)(295.45 K))=0.058(atm∙L)/(mol ∙K)

ηH₂ = ηMg

Volumen molar

V_(m=(VH_2)/η_(H₂) )

V_m= (0.0076 L)/(3.29x〖10〗^(.4) mol)=23.03 L⁄mol

Experimento 2

Volumen

V= 7.3 ml –17.6 ml = 10.3 ml

10.6 ml((1 L)/(1000 ml))=0.0103 L

Masa y mol

m= 0.042 g – 0.034 g = 0.008 g

η=0.008 g ((1 mol Mg)/(24.312 g))= 3.29x〖10〗^(-4) mol

Temperatura

T = 22.4 + 273.15 K = 295.55 K

Presión

780 mbarr ((1 barr)/(1000 mbarr))((〖10〗^5 Pa)/(1 barr))((1 atm)/(1.013x〖10〗^(5 ) Pa))= 0.77 atm

2.6447 Kpa ((1000 Pa)/(1 Kpa))((1 atm)/(101325 Pa))= 0.026 atm

P_atm= P_(H₂O)+ P_(H₂)

P_(H₂ )=P_atm-P_(H₂O)

P = 0.77 atm – 0.026 = 0.74 atm

Calculo de R

R=PV/ηT

R=((0.74 atm)(0.0103 L))/((3.29x〖10〗^(-4) mol)(295.55 K))=0.078(atm∙L)/(mol ∙K)

ηH₂ = ηMg

Volumen molar

V_(m=(VH_2)/η_(H₂) )

V_m= (0.0103 L)/(3.29x〖10〗^(.4) mol)=31.21 L⁄mol

Resultados

Presión (atm) Volumen (L) Temperatura (K) Mol R ((atm∙L)/(mol ∙K)) Volumen

Molar L⁄mol

Exp 1 0.74 7.6x〖10〗^(-3) 295.45 3.29x〖10〗^(-4) 0.058 23.03

Exp 2 0.74 0.0103 295.55 3.29x〖10〗^(-4) 0.078 31.21

Análisis de resultados

Se puede observar que pese a que no hubo diferencia o fue mínima entre las variables los resultados si fueron un poco más distantes para el experimento se obtuvo un valor de R de 0.058 ((atm∙L)/(mol ∙K)) mientras que para el experimento 2 el valor de R fue de 0.078 ((atm∙L)/(mol ∙K)), diferencia más grande en las variables se obtuvo en el volumen por lo que probablemente este fue el factor que pudo causar la diferencia entre ambos resultados de R, además pese a lo anterior el volumen molar del experimento 1 fue más cercano a 22.4.

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