de Víctor Meyer - Presiones parciales de Dalton

OBJETIVOS

-Conocer los fundamentos del método de Víctor Meyer, que permite determinar en forma aproximada la masa molecular relativa de una sustancia volátil.

-Saber aplicar la ley de presiones parciales de Dalton al sistema formado por aire húmedo.

-Saber calcular la masa de un mol de una sustancia volátil a partir de los resultados experimentales, empleando la ecuación de estado de ungas ideal.

-Conocer las causas de error de la experiencia. Saber qué errores son sistemáticos y cuáles accidentales.


FUNDAMENTOS

La determinación de la masa molecular relativa de una sustancia se emplea como criterio para decidir entre varias fórmulas posibles, cuál o cuáles podrán corresponder a esa sustancia.

El método de Víctor Meyer consiste en vaporizar una cantidad conocidade una sustancia volátil. El vapor formado desplaza un volumen igual de aire en el recipiente donde se realiza la vaporización. Al ser iguales los volúmenes (de acuerdo con la hipótesis de Abogador) también lo son el número de moléculas y, por lo tanto, de moles. O sea que:

n = na
Donde:
n : número de moles de sustancia vaporizada.
na: número de moles de aire.

El aire desplazado serecoge sobre agua en una bureta. Para medir el volumen de agua desplazada por el aire se iguala la presión dentro de la bureta con la atmosférica.

Dentro de la bureta, se tiene aire saturado de humedad, por lo tanto, la presión dentro de la misma, de acuerdo a la ley de las presiones parciales de Dalton, es:

Patm = Paire+Pvapor

Teniendo en cuenta la ecuación de gas ideal y que el número demoles de la sustancia vaporizada es igual al cociente entre la masa (m) y la masa de un mol (M) se tiene que el valor de esa última es:

M= mRT _
(Patm-Pvapor)V

R: Constante universal
T: Temperatura absoluta del aire contenido en la bureta.
V: Volumen de agua desplazada por un volumen igual de aire.

Este método se emplea para determinar masas molecularesde líquidos volátiles como el cloroformo, acetona, alcohol etílico y acetato etílico.

En la experiencia se determina la masa molecular del cloroformo, que es un líquido volátil cuy punto de ebullición es 61,26ºCº a la presión atmosférica. Como la fórmula del cloroformo es CHCl3, su masa molecular relativa es 119,37.

DESARROLLO

Constantes:

R = Constante universal de los gases ideales =8,3 Kpa.dm3/ºK.mol


En el día de la experiencia la presión atmosférica era de : 101,392 Kpa

= Delta

1º Toma de resultados:

Masa del cloroformo utilizado:

V = volumen de cloroformo = 0,1 cm3
6 = Densidad del cloroformo = 1,5 g/ cm3

m = V . б  m = 0,1 cm3 . 1,5 g/ cm3  m = 0,15 g

Volumen deagua desplazado:

V = Lectura inicial – Lectura final  V = 43 cm3– 13,8 cm3  V = 29,2 cm3

Temperatura absoluta:

T (ºK) = t (ºC) + 273,15  T = 23ºC + 273  T = 296º K

Presión del vapor de agua (tomados de una gráfica):

Para una temperatura de 23ºC la presión del vapor de agua es de 21,1 Torr.

21,1 Torr  2,952 KPa

CALCULO DE MASA MOLAR:

m . R . T0,15 g . 8,3 . 296º K
M = --------------------  M = -----------------------------------------  M ~ 128,2
(Patm – Pv) . V (101,392 - 2,952 )KPa . 0,0292 lts

Masa molecular relativa del cloroformo (teórica)= 119,37

CALCULO DE ERRORES:

Exp. 1

Etotal = Em + EPatm + Etem + EPvapor + Evalor medido

Em = M/M = 6V/6V =0,005/0,01 = 0.5% error de masa del cloroformo


EPatm = 1mm/Hg / valor del día = 133,3/101392 = 0,001% error en la P atm.

Etem = 0,5ºC/Valor medido = 0,5/23 = 0,021% error en la Temp.

EPvapor = por tabla = 0,5 / valor extraído = 0,5/ 2952 = 0,001% error P de Vapor

Evalor medido = 0,5 / Valor medido...