INSTITUTO POLITECNICO NACIONALEscuela Superior de Ingeniera Mecnica y Elctrica

____________________________________________Dto. Ingeniera en Control y Automatizacin Laboratorio de Qumica BsicaPractica No. 3DETERMINACIN DEL PESO MOLECULAR2AM4Equipo 1RAMIREZ RODRIGUEZ SUGEYLI PATRICIA

Fecha de realizacin: 22-Mayo-2015Prof. Fernando Gonzlez GarcaOBJETIVO: Determinar el peso molecular de un gas con datos experimentales a partir de la Ecuacin General del Estado Gaseoso y la de Berthelot.

MARCO TERICO:Para la determinacin de las masas moleculares aproximadas se emplea la ley de los gases ideales. Si se designa por w al peso del gas entonces:n=W/M de donde PV =nRT=(W/M) RTM= WRT/PV(1)La ecuacin (1) se puede expresar en funcin de la densidad de gas () y como la densidad =W/V nos quedaM= RT/P..(2)La mayora de los mtodos para la determinacin de las masas moleculares se basan en estas ecuaciones. Como son:METODO DE REGNAULT Este mtodo se usa para determinar los pesos moleculares de las sustancias gaseosas a la temperatura ambiente y se realiza as: Un matraz de vidrio de unos 300a 500 c.c. decapacidad, provisto de llave, se evaca y pesa, llenndolo a continuacin con el gas cuyo peso molecular se busca a una temperatura y presin, procediendo a pesarlo de nuevo. La diferencia de pesosrepresenta el del gas W en el matraz cuyo volumen se determina llenndolo y pesndolo con agua o mercurio, cuyas densidades se conocen. Con los datos as obtenidos, se deduce el peso molecular buscado mediante la ecuacin M=DRT/P.En un trabajo preciso se usa unbulbo ms grande para llenarlo y otro decontrapeso, y secorrigen las mediciones reducindolas al vaco.

METODO DE DUMAS En el mtodo de dumas una muestra de lquidos voltil s introduce en un matraz previamente pesado, y el matraz se introduce en un bao de agua hirviendo El lquido se deja evaporar y el exceso de vapor se escapa al aire. Cuando el ultimo resto de lquido se evaprale recipiente se llena completamente con vapor del lquido voltil a 100C . Entonces el recipiente se retira del bao de vapor de agua, se enfra rpidamente y se pesa de nuevo. El enfriamiento rpido condensa el vapor que llenaba l matraz a 100C y entra aire n l matraz acuerda qu el volumen de lquido s extremadamente pequeo en comparacin con el volumen ocupado por la misma masa del compuesto gaseoso presin atmosfrica La diferencia entre la masa del matraz que contiene el lquido condensado y la masa del matraz vaci es la masa del lquido condensado Tambin es igual a la masa del vapor que lleno l matraz a100C y a presin atmosfrica El matraz vaci contiene casi la misma cantidad de aire las dos veces que pesa, as que la masa del aire no afecta al resultado.

METODO DE VICTOR MEYER Se utiliza para las densidades de vapor, este mtodo es mas simple y flexible que el de dumas.Primero se mide la masa en gramos de la sustancia en su fase liquida, que llamaremos masa de la muestra. Segunda, se evapora y se mide P, V y T del gas que se obtiene. Tercero, se calcula el nmero de moles mediante alguna ecuacin de estado y se calcula mediante la expresin denotando como M a la masa de la muestra, como n al nmero de moles y como Na al nmero de masa molecular:

Masa molecular=M/(n*Na)Moleculares son aproximadas aun teniendo datos exactos, y esto se debe a que aun a la presin atmosfrica; la ley de los gases ideales no representa con exactitud la conducta de los vapores. Por consiguiente para determinar la masa molecular exacta, debe efectuarse un tratamiento especial de la ley de los gases ideales o usar una ecuacin mas precisa.Si se conoce a y b o sea las constantes de la ecuacin de Van der Waals nos dar una concordancia mayor entre los valores calculados y los observados. Sin embargo la ecuacin ms apropiada para nuestros propsitos es la ecuacin de Berthelot, pero solo puede ser usada esta ecuacin, cuando la presin y temperatura crtica de la sustancia estn disponibles, esta ecuacin es muy exacta cuando las presiones son prximas o menores de una atmsfera y es til para el clculo de las masas moleculares a partir de las densidades.Como n= W/V la ecuacin de Berthelot PV= nRT {1+ [9PTc/128 PcT] * [1-(6Tc2/T2) ] }Para M nos da M= (W/V)(RT/P) {1+ [9PTc/128 PcT] * [1-(6Tc2/T2) ] }(1)Como W/V= la ec. (1) quedaM=(RT/P) {1+ [9PTc/128 PcT] * [1-(6Tc2/T2) ] }(2)De la cual se puede obtener la cuando se conoce Mo viceversa.

MATERIAL: 1 matraz baln de fondo plano de 500 cm3 con tapn de hule bihoradado. 1 tubo de vidrio de 20 a 35 cm de longitud cerrado en un extremo. 1 codo de vidrio de 90 2 pipetas graduadas de 10 cm3 1 mechero, anillo y tela c/asbesto 1 pinza doble para bureta 1 termmetro 1 micro botella 1 balanza digital Tubera de hule algodn

REACTIVOS:

Cloroformo (CHCl3) Tetracloruro de Carbono (CCl4)

PROCEDIMIENTO

1. Monte el aparato como se indica, introduzca un pedazo de algodn en el fondo del tubo A para evitar que se rompa al dejar caer la micro botella que contiene la muestra.2. Calentar a ebullicin el agua contenida en el matraz (el nivel tocara ligeramente el tubo A) cuyo tapn deber tener una salida para el vapor. Estando en ebullicin, ponga el nivel del agua contenida en las pipetas de manera que el punto indique cero. Esto se puede lograr subiendo o bajando una u otra pipeta.3. Introduzca la micro botella abierta que contiene la muestra (de una a dos gotas, previamente pesadas) en el tubo A y conecte el codo B inmediatamente, presionando para evitar fugar. Procure hacer la operacin lo ms rpido posible.4. Anote el mximo volumen desplazado en la pipeta C, esto ser cuando todo el lquido en la micro botella haya pasado al estado gaseoso.5. Quite la manguera que une a B con C y tome la temperatura del espacio libre en la pipeta C.

CUESTIONARIO:

1. Anote sus resultados experimentales obtenidos:CCl4

M muestra g0.035

T C27C

V desplazado cm36 cm3

2. Considerado el comportamiento ideal, calcule el peso molecular de la sustancia problema:PV= (m/M) R TP= 585 mmHg Pvapor de agua585 mmHg 26.8 mmHg = 558.2 mmHg558.2 mmHg x (1 atm/760 mmHg)= 0.7344 atmM= [(0.035 g)(0.08205 atm*L/mol K)(300 K)] / [(0.7344 atm)(0.006 L)]M= 202.59 mol

3. A partir de los pesos atmicos determine el peso molecular de la sustancia problema.MC= (12 g/mol)(1)= 12 g/molMCl= (35.5 g/mol)(4)=141.8 g/molMCCl4=153.8 g/mol4. Calcule el peso molecular con la ecuacin de Berthelot.PV= nRT {1+ [9PTc/128 PcT] * [1-(6Tc2/T2) ] }SUSTANCIATC KPc atm

CCl4536.353.79

M= { [ (0.035 g) (0.08205 atm*L/mol K)(300 K)] / [ (0.7344 atm)(0.006 L) ] }* {1+ [ 9 X 0.7344 atm X 532.6 K / 128 X 39.48 atm X 300 K]*[1 (6 X (532.6 K)2/(300 K)2] }

M= (202.59 g/mol)(0.95841)

M= 194.16428 g/mol 5. En su clculo, hizo una correccin a la presin. por qu se hace esta correccin?R= porque la presin atmosfrica se mida a nivel del mar.______________6. Entre el peso molecular obtenido considerando comportamiento ideal y con la ecuacin de Berthelot, cul fue el ms prximo al calculado por los pesos atmicos?R= el clculo que se aproxim ms al peso molecular fue utilizando la ecuacin de Berthelot, debido a que con ella se realiz una correccin que hizo ms exacto el valor de la masa molecular. ______________________ NOTA:SE DEBERN ANEXAR AL REPORTE TODOS LOS CLCULOS REALIZADOS.

CONCLUSIONES:En el transcurso de la prctica se pudo comprobar con cada formula la exactitud y aproximacin que tiene de cada una a la hora de realizar los clculos, siendo as la ecuacin de Berthelot la que hallamos fue la ms acertada aunque con mayor complejidad, disminuyendo el margen de error para el clculo de la masa molecular de la sustancia prueba.

BIBLIOGRAFIA:

Manual del Ingeniero Qumico, John H. Perry Ph. D., Unin tipografa editorial hispanoamericana, 1996, Mxico, Tercera Edicin, Tomo 1. (pgs. 157,167, 169 y 168).

Qumica 10a Edicin, Raymond Chang, Editorial: Mc Graw Hill; (pgs. 472-486).

Apuntes del profesor Fernando Gonzlez Garca, (apndices 2.3 y 2.5.1)