Tp n° 3 Estequiometria Y Gases

INFORME TRABAJO PRÁCTICO N° 3

ESTEQUIOMETRÍA Y GASES

Objetivos

• Determinar la densidad del oxígeno a través de métodos experimentarles y comprarla con la calculada como gas ideal para verificar la validez del modelo de gas ideal en las condiciones del experimento.

• Conocer la atomicidad del oxígeno en KClOx a través de métodos estequiometricos.

• Verificar la validez de la Ley de Graham de difusión de gases

Reacción en Estudio

KClOx(s)  KCl(s) + x/2 O2 (g)

A. Determinación del contenido de oxígeno en el clorato de potasio y la densidad del oxígeno gaseoso

Introducción

El clorato de potasio se descompone, a una temperatura ligeramente superior a su punto de fusión, en cloruro de potasio (KCl) y oxígeno (O2). Este es un método para la preparación de oxígeno en el laboratorio. A fin de acelerar la reacción se usa habitualmente dióxido de manganeso como catalizador. La diferencia de peso antes y después de la descomposición corresponde a la masa de oxígeno que se desprendió, lo cual permite calcular la cantidad de oxígeno presente en el compuesto original, y por lo tanto, completar la fórmula mínima del mismo. El volumen del gas se determina haciendo que éste desplace agua de un kitasato a un vaso de precipitados, para luego medir el volumen del agua desplazada . Esta técnica es similar a la medición del volumen de un sólido por medio del volumen de agua que desplaza. Los dos valores obtenidos (masa y volumen de oxígeno) permiten calcular la densidad del gas en las condiciones ambientales del laboratorio. Para obtener el valor de la densidad en condiciones normales de presión y temperatura se supone comportamiento ideal del gas y se deben conocer la presión atmosférica y la temperatura ambiente.

Procedimiento

Se pesó un tubo de ensayos Pyrex limpio y seco con un tapón. Se colocó en el mismo aproximadamente (0,250±0,001) g de dióxido de manganeso y se registró el peso. Luego se agregaron aproximadamente (0,400±0,001) g de clorato de potasio y se volvió a pesar todo (es importante registrar las distintas masas porque luego fueron fundamentales para obtener los datos deseados).

Se montó el aparato de la Figura 1.

Figura 1.

Antes de colocar el tapón del tubo 1, conectándolo con el tubo de ensayos, se llenó el vaso de precipitados de agua y utilizando una perita se llenó el kitasato con agua común, haciendo succión desde el tubo A, hasta que el nivel del agua quedó unos pocos milímetros por debajo del extremo del tubo A (el agua no debía tocar este tubo). Al mismo tiempo que se llenó el kitasato, el interior del tubo B también se llenó de agua. Se elevaron y bajaron sucesivas veces el kitasato y el vaso de precipitados a fin de eliminar todas las burbujas de aire que pudiesen encontrarse en el tubo B. Se cerró este tubo con la pinza de Mohr. Realizado este procedimiento, se conectó el tapón del tubo A al tubo de ensayos preparado en primera instancia y se quitó la pinza del tubo B. Se igualaron las presiones del tubo de ensayos y el kitasato con la presión atmosférica externa elevando el vaso de precipitados hasta que los niveles de agua en éste y en el kitasato fueran iguales y una vez determinado se cerró nuevamente con la pinza el tubo B. Se vació casi por completo el vaso y luego se retiró la pinza.

Con el mechero, se calentó suavemente el tubo de ensayos conteniendo el clorato de potasio y el dióxido de manganeso, evitando el calentamiento excesivo (se evidencia si aparece una nube blanca en el tubo de ensayos) hasta que el volumen de agua en el kitasato se mantuviera constante, lo que significó que no se desprendía más gas. Fue importante que bajo ninguna circunstancia el nivel del agua en el kitasato debiera descender del extremo del tubo B.

Se dejó enfriar el tubo y se equilibraron nuevamente las presiones interna y externa con la igualación de niveles en el vaso y el kitasato. Se cerró el tubo B con la pinza, se retiró el tubo de ensayos para pesar su contenido final, y se midió el volumen de agua final contenida en el vaso de precipitados.

Resultados y discusión (I)

Tabla de datos medidos

Masa tubo + MnO2 (m1 ± ∆m1) / g

Masa tubo + MnO2 + clorato de potasio (m2 ± ∆m2) / g

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