INFORME PRCTICA #3: DETERMINACION DE PESOS MOLECULARES METODO DE DUMAS

Moiss Rodrguez Daz FABIAN HERNANDEZ TENORIOJUAN ARMANDO BERROCAL HOYOSJOAQUIN JOSE ARGEL FLOREZFRANCISCO SILGADO LEDESMA

Sc.D. MANUEL PAEZANDREA ESPITIA(QUIMICO LAB)

UNIVERSIDAD DE CORODBAFACULTAD DE CIENCIAS BASICASPROGRAMA: QUIMICAFISICOQUIMICA IMONTERIA - CORDOBA2013-I

RESUMEN EJECUTIVO

En esta prctica de laboratorio denominada determinacin de pesos moleculares mtodo de Dumas, la cual fue demostrada por Jean Baptiste Andr Dumas demostr que el peso molecular de algunos compuestos era directamente proporcional a la densidad de vapor del compuesto. Se Parte de este hecho para analizar el comportamiento de una sustancia liquida voltil a condiciones de laboratorio a la cual se le determinar tericamente el peso molecular.De esta manera, se empleara la densidad de vapor de ste, estando en fase vapor. En sta experiencia se emplearan conceptos bsicos de importancia, por lo cual debemos conocer que estos lquidos con bajos puntos de ebullicin se comportan como gases ideales en la fase vapor, as como tambin, se realizaran mediciones las cuales sern claves a la hora de determinar la masa molecular de la sustancia liquida voltil desconocida, con lo cual se debe tener cierto cuidado con aproximaciones de cifras y errores sistemticos u aleatorios.

OBJETIVOS

1. General:Determinar experimentalmente el peso molecular de una sustancia liquida voltil desconocida empleando el mtodo de Dumas, a partir de la densidad del vapor de sta, realizando aseveraciones con respecto al aire y el agua en el bulbo.

2. Especficos: Comparar los datos experimentales y tericos para determinar porcentajes de error en la determinacin del peso molecular de la sustancia desconocida. Analizar las posibles fallas experimentales de este mtodo, por el cual se llegara a una determinacin errnea del peso molecular. Calcular la densidad de vapor del gas en tratamiento a condiciones de la prctica.

FUNDAMENTOS TEORICOS

El mtodo de Dumas es uno de los mtodos ms usuales en la determinacin del peso molecular en estado gaseoso de lquidos voltiles, cuyos vapores se comportan idealmente. Lo que hace el mtodo de Dumas en aprovechar la proporcionalidad existente entre la densidad de vapor de un gas y el peso molecular, a partir de esto, empleando este importante principio que cumplen algunas sustancias, se puede llegar a la determinacin del peso molecular.De este modo, lo que se hace por este mtodo, es tomar un bulbo y se pesa lleno de aire, se coloca inicialmente dentro del bulbo bien frio, unos centmetros cbicos del liquido y despus se sumerge en un bao cuya temperatura es superior al punto de ebullicin de ese liquido, se hierve hasta que los vapores formados expulsan el aire del matraz y la vaporizacin es completa, cuando esto ocurre se sella el bulbo, se enfra a la temperatura ambiente y se procede a pesar. La presin del vapor durante el sellado es la atmosfrica y la temperatura es la del bao. El peso del vapor, despus de las debidas correcciones se deduce mediante la ecuacin:W vapor = W (bulbo-vapor) W (bulbo+aire)+ W aireEste es el punto de partida para el clculo de la masa molecular de una sustancia voltil, la cual se puede calcular, a partir de los datos experimentales, con la siguiente formula deducida a partir de lo planteado anteriormente:

MATERIALES Y REACTIVOS

MATERIALES:

Bulbo de Dumas (Baln de fondo plano ) Papel brillante Hilo (o alambre de cobre) Termmetro de 100 C Vaso de precipitado de 1L Mechero de bunsen Aro metlico Malla de asbesto Alfiler

REACTIVOS

Parafina tetra cloruro de Carbono Metanol Cualquier otra sustancia voltil

DESARROLLO DE LA PRCTICA

REALIZACION DE LA PRCTICA1. Tabla de datos tomados experimentalmente:

DatoGramos (g)Temperatura (K)Presin (atm)

W baln + aire104.615----

W baln + gas o vapor104.9630-----

Taire lab.---302

P atm lab.------0.98

T agua---298---

W agua------

T balon en la evaporac.---

348---

2. Clculos y resultados:W (gas) = w (baln + gas) - [w (baln + aire) w (aire)] (1) W (gas) =104.9613g-[104.615g-w(aire) ]Entonces, hallamos el peso del aire dentro del baln: W (aire)= (aire)* Vb (volumen del baln) Hallamos los gramos de aire (W aire) y con (1) encontramos los gramos del gas: W (gas) = 104.9613 - [104.615g-0.425g]W (gas) = 0.7713 gEl volumen del baln debe ser corregido, de esta manera obtenemos el resultado real de volumen debido a la expansin del vidrio:Vf = Vf + Vf [0, 000025 (tb tai)]

Vf =329.2mlVf = 328.82ml + 328.82ml [0.000025 (75-29)]

A partir de los anteriores datos podemos llegar al calcular el peso molecular de la muestra problema, por medio de la siguiente formula tenemos que:

De esta manera, obtenemos que el peso molecular de la muestra liquida problema inicialmente usada es de , de esta manera se realizaran conclusiones a partir de este dato experimental, obtenido gracias a el mtodo de Dumas.

CUESTIONARIO RELACIONADO

1. Como se determina el peso molecular de un lquido de punto de ebullicin por encima de 100 C?R/ Podemos hallar pesos moleculares de sustancias por encima de los 100 C experimentalmente usando la siguiente descripcin: Si tenemos una solucin, podemos saber el peso molecular de esta a partir de las propiedades coligativas de las soluciones, es decir, si conocemos ( Te ), as como tambin conociendo la constante ebulloscopica del disolvente (Ke) llegaramos a una determinacin razonable del peso molecular de una solucin por medio de la siguiente formula:Te = Ke mDe donde despejaramos la molalidad (m) de la solucin, en este caso no emplearamos agua dentro del bao mara si no una sustancia que tenga un punto de ebullicin mayor a 100 C, por ejemplo Glicerina.

2. Compare el valor experimental con el peso molecular terico.R/ de acuerdo con el clculo realizado anteriormente, el peso molecular de la muestra liquida problema resulto ser de , de esta manera, podramos concluir de este dato obtenido en el experimento a partir de un dato tomado en la literatura, como sabemos la sustancia liquida problema fue Metanol cuyo peso molecular (M) es: , calculamos el porcentaje de error de esta experiencia:

De donde:Vt = valor terico = 32.05Ve = valor experimental = 37.6

3. Cules podran ser las causas de error de este experimento?R/ Las posibles causas de error en esta prctica de laboratorio podran estar relacionados con las mediciones en los gramos o de temperatura de la sustancia, debido a que en esta experiencia se hace de importancia conocer tener experiencia en la toma de datos cualitativos. De esta manera, podemos describir las causas de error de este experimento: Una posible causa de error en este experimento, podra ser a la hora de tomar la temperatura a la cual evapora la sustancia liquida, con lo cual si se llega a traspasar la barrera de los 80 C, se podra tener que la sustancia se evapore rpidamente sin poder percatarnos de esto y se escape parte de la sustancia por el orificio en la caperuza. En el momento de tomar los datos de las pesadas en la balanza analtica, realizarlo de manera inadecuada, con esto podra oscilar el peso del baln + aire y el peso del baln con el vapor de liquido a temperatura ambiente. No tapar el orifico en el momento correcto, ocasionara escape del vapor del liquido, ocasionando de esta manera disminucin del peso de la sustancia en estado gaseoso.

4. A partir de la ecuacin de estado determina la presin del aire a las condiciones de laboratorio. M (aire)= 28.8 g/mol.R/ De donde calculamos la densidad del aire, de acuerdo a clculos anteriores, a condiciones de laboratorio:

DISCUSION DE RESULTADOS

De acuerdo con lo planteado en los objetivos de esta experiencia, se pudo determinar por medio del mtodo de Dumas la masa molecular de una sustancia liquida problema, en la cual sus vapores deben comportarse como gas ideal, haciendo uso de la densidad del vapor.As mismo, se pudo determinar para sta determinacin, se emplearon las formulas matemticas adecuadas para llegar al resultado mas prximo al valor real planteado por la teora, como esta previamente esbozado, este mtodo nos ocasiono un porcentaje de error, el cual fue de 17.3%, podemos inferir de esto, que un posible error en el calculo de la masa molecular de la sustancia pudo estar relacionado con el orificio en la caperuza del baln o bulbo, de esta manera se permiti el escape del gas , sin percatarse de que la masa molecular de este, al escapar todo el aire dentro del baln, disminuyera de una manera considerable, a tal punto de ocasionar un error en este resultado.De esta manera, se puede concluir que le mtodo de dumas es un mtodo por el cual se puede determinar la masa molecular de una sustancia liquida desconocida, emplendose las correcciones necesarias, para reducir al mnimo este tipo de errores sistemticos a la hora de realizar clculos posteriores de sta.

CONCLUSION

En esta prctica se pretenda, realizar unas buenas mediciones de presin, temperatura y volumen de los distintos datos para llegar as al clculo de la masa molecular de la sustancia desconocida.De esta manera, se puede concluir que el mtodo de Dumas es un mtodo netamente experimental, por medio del cual se puede hacer clculos relativamente exactos, pero de igual manera estos pueden varias de acuerdo a los distintos tipos de errores que el experimentador pueda cometer de acuerdo a los mltiples factores que influyen en el resultado final de la experiencia.

BIBLIOGRAFIA

LEVINE, Ira N. Fisicoqumica. Espaa: Vol. I y II. Mc Graw Hill, 1996. GARCIA R. AUBAD Y ZAPATA. Ed. cid Medelln-Colombia. ANDER P. Y SONNESA. Principios de qumica. LIMUSA http://www.rena.edu.ve/ http://www.ehu.es/biomoleculas/