Determinacion de densidades y pesos moleculares de vapores

DETERMINACION DE PESOS MOLECULARES DE UN GAS

1. Objetivo
Que el alumno caracterice un sistema, en estudio, a través de la determinación de propiedades fisicoquímicas como la densidad, estableciendo y aplicando la relación entre la teoría y la experimentación, conociendo el método de Dumas para calcular el peso molecular del reactivo a trabajar.

2. Introducción
El vapor es unafase gaseosa en equilibrio con su propio líquido o bien un gas que se encuentra debajo de su punto critico. Un punto crítico es un punto límite para el cual el volumen de un líquido es igual al de una masa igual de vapor o, dicho de otro modo, en el cual las densidades del líquido y del vapor son iguales. Si se miden las densidades del líquido y del vapor en función de la temperatura y serepresentan los resultados, puede determinarse la temperatura critica a partir del punto de intersección de ambas curvas.
Densidad es la relación que existe entre la masa y el volumen de un cuerpo, expresado de otra forma, es la masa que contiene 1 cm³ del cuerpo en estudio (ρ=m/v). Las unidades más usadas g/cm³ (S.C.G.S.) aun cuando el sistema internacional (S.) de medidas haya aprobado para estavariable las de kg/m³.
La densidad absoluta de un gas se define como la masa en gramos de 1 lt a temperatura y a presión normales (TPN).
La densidad relativa ρr, es la razón entre la densidad de la sustancia problema y la de una sustancia patrón, debido a lo cual es a dimensional; ya que finalmente es la razón entre las masas de la sustancia en estudio y de la patrón. Para líquidos el patrón es elagua a 4°C a temperaturas de trabajo; en gases lo es el hidrógeno.
El concepto de densidad absoluta no tiene un significado físico directo en vapores: por lo tanto se usa el termino “densidad de vapor” La densidad absoluta del hidrógeno puede tomarse como igual a 0.09 (g/l), para los cálculos.
Para determinar la densidad de vapores, basta con volatilizar una pequeña cantidad de liquido y medir elvolumen y la masa correspondiente, utilizando en este caso el método de Dumas modificado.
Si se desea obtener el peso molecular de esas sustancias; se partirá de las ecuaciones empíricas de Gay-lussac y Boyle Mariotte y también a la ley de Avogadro para llegar a la ecuación:

Conocida como la ecuación de gas ideal.
Donde P=presión, V= volumen n= numero de moles, R= constante universal de los gases y T= temperatura absoluta.
En esta práctica emplearemos un método aproximado para la determinación de la masa mollar y la densidad de vapor de una sustancia. Este procedimiento se encuentra entre los llamados “métodos de densidad de vapor” debido a que se requieren medidas del peso y el volumen del vapor; entre ellos tenemosel método de J. A. Dumas, el método de A. W. Hoffman (1868), el de V. Meyer (1878), el método de volumen constante entre otros
La ecuación anterior predice el volumen de un gas ideal mantenido a temperatura constante tiende a cero cuando la presión se hace infinitamente grande.
Cuando se quiere determinar las masas molares de sustancias volátiles, se puede emplear el hecho de que, elcomportamiento de un gas real será explicado más exactamente por la ecuación del gas ideal cuando la presión disminuye; por lo tanto el gas real se puede medir la densidad a diferentes presiones relativamente bajas (conservando la temperatura constante).



3. Desarrollo de lapráctica
a) Se lleva a ebullición 1.5 lts de agua destilada con ayuda del mechero, se deja hervir aproximadamente de media hora a 45 min, después de que se encuentre en ese estado se tapa el recipiente y se deja enfriar en baño María con agua fría, para que quede a temperatura ambiente.
b) Por otra parte se lleva otro vaso de precipitados de 1 lt con aproximadamente 750 ml de agua...