Quimica Aplicad Practica 3

INDICE

Objetivo y antecedentes

Desarrollo experimental

Cálculos y cuestionario

Conclusiones

PRACTICA 3 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE UN GAS

Objetivos

Producir dióxido de Carbono (CO2) por reacción entre bicarbonato de sodio (NaCHO3) y ácido clorhídrico (HCl).

Determinar la densidad del dióxido de Carbono (CO2) en las condiciones en las que se desarrolla el experimento.

Marco Teórico

La densidad de un gas (ρ) es una propiedad intensiva que se define como la masa por unidad de volumen. Puede expresarse en cualesquiera unidades que tengas las dimensiones masa entre longitud al cubo.

Kg/m^3

g/〖cm〗^3

g/L

ρ=masa/volumen=m/V

Para el caso de gases ideales, su densidad se pude calcular con la ecuación de los gases ideales a partir del conocimiento de las condiciones del sistema. A partir de lo siguiente.

PV=nRT & n=m/M sustituyendo PV=m/M RT despejando es igual a:

ρ=PM/RT

Donde se sabe que:

ρ = Densidad del gas en g/L

m = Masa del gas en g

V = Volumen del sistema en L

M = Masa molar del gas en g/mol

R = Constante universal de los gases*

P = Presión del gas en atm

T = Temperatura del gas en K

*Es importante recordar que la constante universal que se utilice debe contener las unidades correspondientes con las que se esté estudiando el gas dentro del sistema. Para ello existen algunas como las siguientes:

R=8.314 ((Pa)(m^3))/((mol)(K)) R=0.08205 ((atm)(L))/((mol)(K)) R=6.14x〖10〗^4 ((mmHg)(mL))/((mol)(K))

Cuando se trabaja con un sistema en el que se encuentran diferentes compuestos de gases, se debe de tratar por separado cada gas de de la mezcla, no tienen un comportamiento idéntico dentro de las condiciones a las que se encuentran sometidas.

Considerando que la masa contenida en un volumen unitario varía con la temperatura y la presión, siempre deben especificarse las condiciones. Como la densidad del gas está en proporción directa a la presión e inversamente proporcional a la temperatura, la densidad de los gases se puede corregir desde condiciones iniciales y finales a partir de la siguiente relación:

ρ_1/ρ_2 =V_1/V_2 =(P_1 T_2)/(P_2 T_1 )

Se le conocen a las condiciones normales de presión y temperatura (CNTP) al ambiente en el que se encuentra un compuesto:

P = 1atm = 1.01325x105Pa

T = 273.15K = 0.15°C

V = 22.4 L

Densidad de algunos gases a CNTP

Gas M(g/mol) V(L) ρ(g/L)

H2 2 22.4 0.089

NH3 17 22.4 0.759

O2 32 22.4 1.428

CO2 44 22.4 1.964

La ley de Dalton establece que la presión del sistema es igual a la suma de las presiones parciales en la mezcla de gases.

Cuando un gas recibe al pasar por agua, se considera que está húmedo y es necesario conocer la presión de vapor que ejerce el agua a estas condiciones.

T (°C) 15 20 21 22 23 24 25 30 35 40

P (mmHg) 12.79 17.54 18.65 19.83 21.07 22.38 23.76 31.82 42.18 55.32

Desarrollo Experimental

En este experimento se produce dióxido de carbono (CO2) por medio de la reacción química entre el bicarbonato de sodio (NaHCO3) y el ácido clorhídrico (HCl), el cual desplazará una determinada cantidad de agua.

La densidad del gas se determina por dos procedimientos: a) de manera directa usando la ecuación 3.1 y, b) de manera indirecta usando la ecuación 3.4

La ley de Dalton se aplica en este experimento porque se establece el hecho de que la presión total del sistema es igual a la suma de las presiones parciales en la mezcla de gases (aire, CO2 y vapor de agua).

Cuando un gas se recibe al pasar por agua, se considera que está húmedo y es necesario conocer la presión de vapor que ejerce el agua en estas condiciones.

T (°C) 15 20 21 22 23 24 25 30 35 40

P (mmHg) 12.79 17.54 18.65 19.83 21.07 22.38 23.76 31.82 42.18 55.32

Materiales Empleados:

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