Determinación de la masa molecular de compuestos volátiles utilizando el método de Meyer

Determinación de la masa molecular de compuestos volátiles utilizando el método de Meyer
Se determinó la masa molecular del t-butanol, 1-butanol y del ácido acético mediante el método de Meyer. Se obtuvo que: M t-butanol = (85,7±0,2) g/ mol, error= 16%, z= 0,865±0,002; M 1-butanol = (78±8) g/ mol, error= 5,2%, z= 1,0±0,1; MHOAc = (88±9) g/ mol, error= 47%, z= 0,68 ± 0,07. Las masas moleculares obtenidas para el t-butanol y el ácido acético no corresponden con los valores esperados. Además los factores de compresibilidad indican la presencia de fuerzas de atracción entre las moléculas del vapor.
Introducción
La ley del gas ideal puede ser utilizada en la determinación de masas molares de sustancias volátiles.Esto se aprecia en la ecuación del gas ideal:
PV=wRT/M [1]
Donde P es la presión, V el volumen, M la masa molar del gas, R es la constante del gas ideal, T la temperatura y w la masa de la muestra de gas. Si se despeja la masa molecular de la ecuación 1 se obtiene :
M=wRT/PV[2]
Tomando en cuenta que la densidad es la razón entre la masa y el volumen, también se presenta el siguiente resultado:
M=ρRT/P [3]
Entonces, si sedeterminan experimentalmente las variables al lado derecho de la ecuación 2 es posible calcular de manera aproximada la masa molecular del compuesto.
El método establecido por Victor Meyer se basa en lo explicado anteriormente. Este consta de la vaporización de una masa definida de un compuesto volátil, esto por encima de su punto de ebullición. Posteriormente, el volumen de vapor formado sedetermina midiendo el volumen desplazado de aire por el vapor, el cual es recolectado en agua. Este volumen obtenido está dado a la presión atmosférica y temperatura ambiental.
Además, a este método comúnmente se le relaciona con la determinación de la densidad del vapor de un compuesto, por lo anteriormente explicado.
El objetivo de la práctica realizada es calcular mediante la ley del gasideal la masa molecular de un compuesto volátil, utilizando el método de Meyer.
Sección experimental
Se siguió el procedimiento descrito por Crockford & Nowell . Se realizaron tres modificaciones: en vez de usar una camisa de agua para calentar el sistema de volatilización, se utilizó una estufa. Además, el llenado de las ampollas se realizó con una jeringa de vidrio. La ruptura de la ampolla conla muestra se realizó mediante un imán y una tuerca, esta última se colocó como obstáculo y se movió para así dejar caer la ampolla en el sistema de volatilización.
Se utilizó una balanza analítica (Haus), una bureta de 50 ml y un barómetro de Fortin. Se trabajó con t-butanol, 1-butanol y ácido acético glacial. Las condiciones de trabajo fueron: Patmosférica promedio= (660,3 ±0,1) mm Hg yTambiental promedio= (23,7±0,7) °C.
Resultados y discusión
Primero se midió el índice de refracción de los compuestos analizados, para evaluar la pureza de los mismos y así descartar esta variable como una posible fuente de error, los valores obtenidos se presentan a continuación:

Cuadro I. Índices de refracción obtenidos para los compuestos volátiles analizados
Compuesto nD20 experimental(±0,0001) nD20 reportado (±0,0001) % error
t-butanol 1,3870 1,3878 0,058
1-butanol 1,3985 1,3988 0,021
Ácido acético 1,3700 1,3720 0,15

Como se puede apreciar los valores experimentales presentan un error pequeño en comparación a los índices que se reportan, posiblemente el error se contempla en la variación asociada al método utilizado. Para análisis instrumentales este error puede...