Determinación de la constante r

Procedimiento

1.- Armar el equipo que se muestra en la Figura 1, verificando que no existan fugas.
2.- Llenar completamente la bureta hasta que el agua inunde el vástago del embudo.
3.- Asegurar que no existan burbujas de aire en la bureta y mangueras.
4.- Medir la temperatura ambiente (Tamb) y presión barométrica (Patm).
5.- Doblarla en 4 partes una tira de Magnesio y pesarla paraobtener la masa inicial (m1).
6.- Llenar la jeringa con HCl 3M (este nos servirá para los tres experimentos) e insertar la aguja en el tapón del tubo.
7.- Colocar el magnesio en el tubo y el tapón con la jeringa.
8.- Medir el volumen inicial en la bureta (V1).
9.- Inyectar aproximadamente 0.5 mL de HCl.
10.- Esperar 15 minutos a que la reacción finalice y que el gas obtenido alcance elequilibrio con la temperatura ambiente (Tamb).
11.- Mover el embudo para igualar el nivel del agua con el nivel de la bureta, como se muestra en la Figura 2.
12.- Medir el volumen final del gas en la bureta (V2).
13.- Desconectar el tubo del dispositivo y recuperar el Mg que no reacciono.
15.- Lavar y secar perfectamente el Mg recuperado y obtener la masa final (m2). Si es necesario utiliza acetona oalcohol etílico.
16.- Repite el experimento 2 veces y registra los datos en el Anexo B. (nota: no necesitas secar el matraz o tubo, ni cambiar el agua en la bureta).
Figura 2 Niveles de agua.
Figura 2 Niveles de agua.

Resultados

| Experimento 1 | Experimento 2 |
Masa de Mg inicial (g) | 0.0838 | 0.0655 |
Masa de Mg final (g) | 0.0655 | 0.0461 |
Masa de Mg reaccionó (g) | 0.0183 |0.0194 |
Volumen de H2O inicial (mL) | 2 | 2.3 |
Volumen de H2O final (mL) | 24.2 | 23.7 |
Volumen de H2 (mL) | 22.2 | 21.4 |
Temperatura ambiente (K) | 296.15 |
Presión atmosférica (atm) | 0.758 |
Presión de vapor de H2O (atm) | 0.0278 |
Presión parcial de H2 (atm) | 0.7302 |
Volumen molar (L/mol) | 29.48 | 26.80 |
Valor de la constante R | 0.072 | 0.066 |
Porcentaje deerror | 11.34 | 19.39 |

Cálculos:

Masa de Mg reaccionó=Masa inicial-Masa final=0.0838 g-0.0655 g= 0.0183 g Mg
Volumen de H2=Volumen final-Volumen inicial=24.2 mL-2 mL=22.2 mL H2
t= Tamb=23°C→T=23°C+273.15=296.15 K
Patm=PvaporH2O+PH2 → PH2= Patm-PvaporH2O
Patm=774mbar1 bar1000 mbar0.98 atm1 bar=0.758 atm PvaporH2O=2.8104 KPa1 atm101.325 KPa=0.0278 atm
PH2=0.758 atm-0.0278 atm=0.7302 atm
nH2=0.0183 g Mg1 mol Mg24.3 g Mg1 mol H21 mol Mg=7.53x10-4 moles H2
VH2=22.2 mL 1L1000 mL=0.0222 L
Volumen molar=VH2nH2=0.0222 L7.53x10-4 moles=29.48 Lmol
PV=nRT→R=PH2VH2nH2T=(0.7302 atm)(0.0222 L)(7.53x10-4 moles)(296.15 K)=0.072 L atmmol K
%Error=|Valor teórico-valor experimental|Valor teórico*100%=0.082-0.07270.082*100%=11.34% error
Cuestionario

1. A partir de laecuación balanceada, demuestra usando los cálculos apropiados, que el reactivo limitante en la reacción de formación del H2 es el HCl.

Mg(s)+2HCl(ac)→MgCl2(s)+H2g

0.0838 g Mg1 mol Mg24.3 g Mg1 mol H21 mol Mg=3.45x10-3 mol H2

0.5 mL dis.3 moles HCl1000 mL dis.1 mol H22 moles HCl=7.5x10-4 moles H2 (éste es el reactivo limitante)

2. ¿Qué errores experimentales influyeron en tudeterminación de R?
Influyeron errores principalmente sistemáticos y aleatorios, como el no medir correctamente la masa del Mg y que el sistema no era completamente cerrado, presentaba algunas fugas significativas las cuales incluso no dejaban observar diferencia alguna ente los volúmenes iniciales y finales. A pesar de que se intentó corregir este error, era imposible que no presentara leves fugas, locual, provocó que los valores de Volumen no fueran los adecuados.

3. ¿Qué efectos tienen los siguientes errores experimentales en el cálculo del valor de R?
¿Se incrementa el valor de R?, ¿Decrece? ¿Se mantiene el valor? Explica tus respuestas para cada inciso.
a. Parte del HCl no reaccionó con el magnesio.
Si reacciona una cantidad menor a la esperada de Reactivo Limitante, por relación...