Practica Dos Quimica

Practica N°2

Determinación del Peso Molecular

Objetivo:

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

Marco teórico:

Peso molecular

El peso molecular de un compuesto es la suma de las masas atómicas de los elementos constituyentes del compuesto. El conocimiento del peso molecular es de importancia porque facilita el cálculo del número de moles y de las cantidades de átomos individuales en una determinada cantidad de un compuesto. Cuando se trata de una mezcla, el peso molecular se obtiene mediante el promedio ponderado de los pesos moleculares de las sustancias que componen la mezcla.

Relación entre presión y temperatura

Si calentamos una masa de gas contenida en un recipiente, la presión que ejerce

esta masa sobre el recipiente se incrementa, pero si enfriamos dicha masa la presión disminuye. Igualmente, comprimir un gas aumenta su temperatura mientras que descomprimirlo lo enfría. Esto demuestra que hay una relación directa entre temperatura y presión. Así, la presión del aire cálido es mayor que la

del aire frío. Al escucharlas predicciones meteorológicas, asociamos ya de forma intuitiva altas presiones con calor y bajas presiones con frío.

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.

Ecuaciones de estado

Una ecuación de estado es la relación que existe entre dos o más propiedades termodinámica. En sistemas de un componente y de una fase, la ecuación de estado incluirá tres propiedades la presión, volumen y temperatura. Dado que la presión, temperatura y volumen pueden ser medidos directamente, los datos necesarios para evaluar las constantes en tales ecuaciones pueden ser obtenidos experimentalmente.

La elección de la ecuación a usar en una aplicación dada depende principalmente de la exactitud deseada y de la capacidad del usuario. Como los coeficientes de casi todas las ecuaciones de estado deben ser evaluados ajustando o adaptando las ecuaciones a diversos datos experimentales de presión, volumen y temperatura, estas ecuaciones nunca pueden representar exactamente los datos experimentales; más aún, muchas veces estas ecuaciones no representan los datos, limitando la exactitud. Esto es particularmente cierto cuando las ecuaciones más sencillas son aplicadas en la vecindad del punto crítico.

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:

Teniendo en cuenta el peso:

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

Teniendo en cuenta la densidad:

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

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.

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.

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

Método de Víctor Meyer

Este método consiste en volatilizar una muestra dada del compuesto problema y medir el volumen de aire por el desplazado a presión y temperatura ambientales, lo cual conduce a la densidad de vapor del compuesto: δ = W/V Haciendo uso de la ecuación general de los gases, tenemos:

PM=δRT/P

Donde: PM= Peso molecular,δ= densidad ,R= constante = 0.082 lt*atm/molᵒK

Punto triple de una sustancia.

El punto triple es aquel en el cual coexisten en equilibrio el estado sólido, el estado líquido y el estado gaseoso de una sustancia. Se define con una temperatura y una presión de vapor.

Sabemos que las moléculas de las sustancias vibran. En el estado sólido, lo hacen sin moverse de su lugar. En el líquido, se mueven libremente chocando unas con otras. Y en el estado gaseoso también se mueven libremente, pero con más violencia, es por eso que las colisiones hacen que estén más separadas y los gases ocupen tanto volumen, a diferencia de los líquidos y sólidos.

Punto triple del agua.

La única combinación de presión y temperatura a la que el agua, hielo y vapor de agua pueden coexistir en un equilibrio estable se produce exactamente a una temperatura de 273.1598 ᵒK (0.0098°C) y a una presión parcial de vapor de agua de 611.73 pascales (6.1173 milibares, 0.0060373057 atm=4.6 torr). En ese momento, es posible cambiar el estado de toda la sustancia a hielo, agua o vapor arbitrariamente haciendo pequeños cambios en la presión y la temperatura.

El agua tiene un inusual y complejo diagrama de fase (aunque esto no afecta a las consideraciones generales expuestas sobre el punto triple). A

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