Densidad y masa molecular de líquido volátiles

PRÁCTICA Nº 2

DENSIDAD Y MASA MOLECULAR DE LÍQUIDO VOLÁTILES
(Método de Víctor Meyer Modificado)

I. OBJETIVOS:

a. Determinar la densidad del vapor del líquido volátil a condiciones de laboratorio.
b. Determinar la presión absoluta corregida para el vapor.
c. Determinar le densidad del vapor del liquido volátil a condiciones normales.
d. Determinar la gravedad especifica delvapor del líquido volátil con respecto al aire.
e. Determinar la masa molecular del líquido volátil, empleando:

• La ecuación de estado de los Gases Ideales.
• La ecuación de estado de Van Der Waals.
• La ecuación de estado de Berthelot
• La ecuación de estado de Dietetici.
• La ecuación del Diagrama Generalizado del Factor de Comprensibilidad.

II. FUNDAMENTOTEÓRICO:

Una ecuación de estado de un gas relaciona matemáticamente la presión, volumen, temperatura y el número de moles:

|P = f(V, T, n) |

(II-01)

1. ECUACIÓN DE ESTADO DE LOS GASES IDEALES

La ecuación de estado más simple y conocida es aquella utilizada para los gases considerados a “condiciones ideales” (temperatura relativamente alta y presiones relativamentebajas; es decir, densidades relativamente bajas):

|PV = nRT |

(II-02)

• Para determinar el número de moles se emplea:

|n = m |
|M |

(II-03)

• Para determinar la densidad del vapor se emplea:

|ρ = m |
|V |

(II-04)

• Sustituyendo (II-04) y (II-03) en (II-02), y despejando Mobtenemos finalmente:

|M = ρ(RT) |
|P |

(II-05)

Donde:

P: Presión absoluta.
V: Volumen total del gas.
n: Número de moles del gas.
R: Constante universal de los gases, expresada en unidades consistentes.
T: Temperatura absoluta.
m: Masa del gas.
ρ: Densidad del gas a determinadascondiciones.
M: Masa molecular del gas.

DESVIACION DEL COMPORTAMIENTO IDEAL

Teniendo en cuenta las leyes de los gases y la teoría cinética molecular suponen que un gas tiene un comportamiento ideal cuando satisface dos condiciones:

• Las moléculas en estado gaseoso no ejercen fuerza alguna entre ellas, ya sea de atracción o de repulsión.
• El volumen ocupado por lasmoléculas es muy pequeño y, por tanto, despreciable en comparación con el volumen del recipiente que los contiene.

No se puede esperar que todos los gases reales se comporten como gases ideales en todas las condiciones. Por ejemplo, sin la existencia de las fuerzas intermoleculares, los gases no se condensarían para formar líquidos. Corresponde una interrogante: ¿bajo qué condiciones los gasesmostraran un comportamiento no ideal?

En la figura 1 se muestra la grafica de PV/RT vs P para tres gases reales y un ideal a temperatura constante. Esta grafica aporta una comprobación del comportamiento ideal de un gas, cuando para un mol de gas PV/RT=1. Para gases reales, esto es válido solo a presiones moderadamente bajas (< 5atm); cuando se incrementa la presión las desviaciones son significativas.Las fuerzas de atracción actúan entre las moléculas a distancias relativamente cortas. A la presión atmosférica, las moléculas de gas están muy separadas y las fuerzas de atracción son despreciables.

Para estudiar los gases reales con mayor exactitud, es necesario modificar la ecuación de estado de los gases ideales, tomando en consideración las fuerzas intermoleculares y los volúmenesmoleculares finitos.

RELACIONES P-V-T EN GASES Y LIQUIDOS:

Andrews (1869) fue el primero que midió la variación de presión del CO2 con el volumen a diferentes temperaturas. En la figura 2 se muestra la grafica P-V para el CO2 a diferentes temperaturas, representando cada curva como una isoterma o líneas isotérmicas.
La isometría correspondiente a 48.1ºC es análoga a la hipérbola exigida por la...