Volumen molar parcial: Método del Picnómetro

Volumen molar parcial: Método del Picnómetro

Objetivos:

Discutir, a partir de los resultados experimentales si el método del picnómetro es el más exacto para medir el volumen especifico de soluciones liquidas.

Estudiar la dependencia de la densidad con el volumen específico de una solución binaria (C2H5OH – H2O) a diferentes porcentajes en peso de soluto y comparar con los datos teóricos.

Analizar si el volumen molar parcial se puede utilizar como criterio para establecer la pureza de un líquido.

Obtener gráficamente la relación entre el volumen molar parcial del etanol versus el porcentaje en peso de etanol en la solución acuosa.

Fundamento Teórico:

PICNOMETRO:

Es un aparato que se utiliza para determinar las densidades de distintas sustancia. También se conoce como frasco de densidades. Consiste en un pequeño frasco de vidrio de cuello estrecho cerrado con un tapón esmerilado, hueco y que termina por su parte superior en un tubo capilar con graduaciones.

Volumen molar parcial: Método del Picnómetro

Materiales:

1 picnómetro 1 balanza electrónica 1 estufa electrónica

Reactivos:

Alcohol etílico Agua destilada

Parte Experimental:

1. Volumen del picnómetro a utilizar

Un método simple para calcular el volumen del picnómetro con el que vamos a trabajar en el laboratorio es conociendo la masa y la densidad del agua a la temperatura de prueba.

Temperatura de prueba: 24˚C, densidad del agua a esta temperatura: 0.99733 g/mL

Primero lavamos el picnómetro y lo colocamos en la estufa por unos minutos hasta secarlo. Una vez obtenido el picnómetro limpio y seco procedemos a pesarlo en la balanza electrónica, la masa obtenida la llamaremos m0 (masa obtenida al pesar sólo el picnómetro).

Volumen molar parcial: Método del Picnómetro

En el laboratorio se usaron 4 picnómetros, siendo sus masas:

MPIC1 = 22,1409, MPIC2= 8,2276, MPIC3= 17.9321, MPIC4= 8.7504

Luego, llenamos el picnómetro con agua destilada H2O al ras y lo volvemos a pesar para obtener la masa del picnómetro mas la del H2O y simplemente restando la masa del picnómetro medido inicialmente obtenemos la masa del agua.

MPIC1+H2O - MPIC1 = MH2O, 1

33,4303 - 22,1409 = 11,2894

MPIC2+H2O - MPIC2 = MH2O, 2

18,5405 - 8,2276 = 10,3129

MPIC3+H2O - MPIC3 = MH2O, 3

43,3779 - 17,9321 = 25,4458

MPIC4+H2O - MPIC4 = MH2O, 4

19,0622 - 8,7504 = 10,3118

Finalmente nos ayudaremos de la relación: , para calcular los volúmenes de los 4 picnómetros:

0.99733 g/mL = MH 2O ,1VPIC 1

0.99733 g/mL = 11,2894 /VPIC

VPIC1= 11,3196 mL

0.99733 g/mL = MH 2O ,2VPIC 2

0.99733 g/mL = 10,3129/VPIC

VPIC2= 10,3405 mL

0.99733 g/mL = MH 2O ,3VPIC 3

0.99733 g/mL = 25,4458/VPIC

VPIC3= 25,5139 mL

Volumen molar parcial: Método del Picnómetro

0.99733 g/mL = MH 2O ,2VPIC 2

0.99733 g/mL = 10,3118/VPIC

VPIC4= 10,3394 mL

2. Preparación de la solución binaria (C 2H5OH – H2O) a varios porcentajes en peso.

Antes tomaremos como constantes y aproximadas las densidades del agua a 1g/mL y la del etanol como 0,78g/mL

¿Como preparar?

Ejemplo: si queremos 70% en masa de etanol para 50 gramos de solución.

Necesitamos: 35gde C2H 5OH15 gde H 2O

= 0 ,78

gmL

∗(VOLUMENDEETANOL )

1gmL

∗15mL

VOLUMEN DEL ETANOL = 44,872mL

VOLUMEN DEL AGUA = 15.00 mL

De este modo prepararemos soluciones a 20%, 30%, 50%, 70%, 90% y 99,99%.Para iniciar se lava el picnómetro con el etanol puro, se vierte en el y se lleva a pesar, este será el porcentaje en peso al 99,99%.

Inmediatamente después de preparada las demás soluciones debemos verterla en el picnómetro pues el etanol se evapora rápido y llevarlos a pesar.

3. Determinar la densidad, volumen especifico y volumen molar parcial a distintos porcentajes en peso de etanol Una vez pesadas todas las muestras se deben restar las masas de los respectivos picnómetros utilizados en pesar cada una de ellas, de este modo se obtiene la masa de cada muestra de solución a diferentes porcentajes en peso.

El volumen específico es el volumen del picnómetro entre la masa de la solución binaria, basta multiplicar la masa molar del etanol: 46 g/mol para obtener el volumen molar parcial del etanol.

Volumen molar parcial: Método del Picnómetro

De los datos del cuadro el volumen molar parcial de la solución binaria se puede relacionar gráficamente con el porcentaje en peso de la solución etanol acuoso.

Graficar el volumen molar parcial de cada solución en la tabla versus su porcentaje en peso.

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.10

10203040506070

Valores Y

% DE ETANOL

VMO

LAR

ESPE

C.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

1. Se puede percatar que la densidad de la sustancia varia con respecto a la temperatura pero notamos que cuando queremos obtener las proporciones de los volúmenes para la mezcla usamos como densidad del agua a 1g/mL y la del etanol 0,78g/mL, cuando a 24ºC las densidades son distintas, variando las centésimas.

2. El porcentaje de error tiene mucho que ver con la discusión nº 1, la determinación de la densidad de la sustancia pura a una temperatura de 24°C, ya que estos valores luego son utilizados para determinar las densidades de las sustancias binarias.

% en masa de etanol

MPIC VPIC MPIC + MUESTRA

MMUESTRA VESPEC

(g/cc)

VESPC.

MOLAR

cm3/mol-1

20% 22,1409 11,3196 33,1061 10,9652 1,0323 47,4858

30% 8,2276 10,3405 18,0707 9,8431 1,0505 48,323

50% 17.9321 25,5139 41,1929 23,2608 1,0968 50,4528

70% 17.9321 25,5139 39,9531 22,021 1,1586 53,2956

90% 8.7504 10,3394 17,2381 8,4877 1,2181 56,0326

99.99% 8.7504 10,3394 16,8669 8.1165 1,2738 58,5982

Volumen molar parcial: Método del Picnómetro

3. El método del picnómetro es un método muy exacto, además con ayuda de una balanza analítica los valores de los pesos son mas exactos y se puede determinar la el volumen especifico muy próxima a la teórica.

4. La misma concentración de la solución, nos genero resultados diferentes de densidad y por ende de volumen especifico ya que presentaba un peso molecular bajo (20% en peso) y luego un peso molecular de etanol un poco alto (60% en peso). Esto hizo que la densidad y volumen especifico varíe en ciertas proporciones con respecto a la muestra pura (100%).

5. La grafica para el etanol al 100% y a 24˚C nos da a entender que cuando el volumen especifico sea (0.786g/mL)-1 x 46g/mol entonces el valor del volumen molar especifico seria 58,52 y si vamos a los datos teóricos encontramos que a 25 ºC el volumen molar especifico es 58,00 ¡se acerca mucho!

CONCLUSIONES

El método del picnómetro resulta ser acto para la determinación del volumen molar parcial, algunas de nuestras respuestas se acercan bastante como son los resultados al 70%,90% y al 100% estos valores pululan entre 57 y 58 teóricamente y en nuestra experiencia circulan entre 53 y 58 cm3/mol-1, algo cerca con tan solo una experiencia. El volumen específico es la inversa de la densidad, multiplicada por la masa molar del etanol obtuvimos el volumen molar parcial del etanol para etanol acuoso.El volumen molar parcial del etanol al 99,99% en nuestra experiencia es 58,5982, teóricamente es 58 entonces podemos concluir que la muestra de etanol era casi pura.Se puede concluir que el volumen molar parcial del etanol acuoso depende de la concentración que tenga en dicha solución ya que los puntos me arrojan una curva y no presenta una progresión exacta, pero pudimos notar que era de rasgos ascendentes.

RECOMENDACIONES

Tratar de mantener la temperatura constante cuando se trabaja con el picnómetro, para la determinación de las densidades de las diversas soluciones que se van a estudiar.

Los materiales que se utilizan para las diversas mediciones se deben lavar y secar por completo en la estufa.

Inmediatamente después de preparada las soluciones debemos taparla o verterla en el picnómetro pues el etanol es volátil y se evapora muy rápido y enseguida llevarlos a pesar.

El picnómetro debe de ser llenado completamente hasta el capilar; luego se debe de secar por completo el picnómetro antes de ser pesado, una sola gota variara el peso total.

Volumen molar parcial: Método del Picnómetro

CLAUDIA SI PUEDES PEGALE DIBUJOS DE ETANOL SIENDO PESADO . La utima hoja mantenla igual.FALTA MATERIALES Y TEORIA Y LA CARATULA,MI NOMBRE:ROJAS GUTIERREZ MARGOT CODIGO 080780I EL GRAFICO NO SALIO MUY BIEN LO HARE EN PAPEL MILIMETRADO PERO SI TIENES EL DATA STUDIO (EL K HACE GRAFICOS) LO HACES MEJOR AHÍ SALE MAS BONITO!!..ESO ES TODO LO IMPRIMES AHÍ EN ELABO TE PAGO.