Determinación de masas molares de compuestos volátiles por método de Dumas







Resumen:
Se realizó la determinación de la masa molar de compuestos volátiles por el método de Dumas en dos partes, primero se hizo la determinación de las variables de estado en las muestras gaseosas de los compuestos orgánicos volátiles, donde se introdujo 2ml de sustancia en un erlenmeyer, se llevó hasta punto de ebullición en la estufa y a la misma vez, se tomó la temperatura hasta lacual llegó la estufa en el instante que se evaporizaron los compuestos. Luego se condenso el gas en un baño maría de agua fría y posteriormente se pesó el erlenmeyer más el condensado para poder calcular una vez realizado el experimento la masa exacta del condensado solo. En la segunda parte del experimento se realizó la medición del volumen y masa del erlenmeyer donde se pesó el erlenmeyer másaire y el erlenmeyer más agua para poder utilizar un sistema de ecuaciones y poder despejar la masa y el volumen.
Los datos obtenidos son, la masa molar teórica de la acetona es 58,08 g/mol, experimentalmente y en promedio se obtuvo 88,08 ± (1,02) g/mol, para el segundo compuesto que fue hexano, tiene un valor de masa molar de 86,18 g/mol y experimentalmente se obtuvo 120,66 ± (1,39)g/mol. Porúltimo, el compuesto analizado fue del acetato de etilo con una masa molar teórica de 88,10 g/mol, donde experimentalmente se encontró que su masa molar es de 101,09 ± (1,17)g/mol.
Con estos datos se concluye que la masa molar que se obtuvo experimentalmente difiere significativamente sobre la masa molar real o teórica. Existen diferentes factores que interfieren en los valores obtenidos durante elexperimento y hace que varíen bastante con respecto a los datos reportados ó teóricos.
Tratamiento de datos:
La ecuación del gas ideal (1)

Donde M es masa molar, m masa del compuesto, R la constante del gas ideal, T es la temperatura, P la presión y V el volumen

La ecuación de densidad (2)

Donde es densidad, m masa y v volumen
Sistemas de ecuaciones (3)
* (
Ecuación para determinar lamasa del compuesto (4)
4) m = merlenmeyer + condensado – (merlenmeyer + masa aluminio)
m = masa

Resultados y discusión:
Cuadro l. Masas molares obtenidas para diferentes compuestos volátiles
sustancia
Masa Molar
g/mol

valor reportado en la literatura
g/mol
Porcentaje de error
%
Acetona

88,23

58,08

51,91
Hexano

120,66

86,18

40,00
Acetato de etilo

101,09

88,10

14,74

Las masas molares quese obtuvieron en el laboratorio, después de un análisis experimental mostraron un porcentaje de error alto, se realizó el análisis estadístico y se calcularon las T calculadas de los diferentes compuestos cuyos valores fueron de 8,90 para la acetona, 0,76 para el acetato de etilo y 163,78 para el hexano, comparándolos con la T crítica cuyo valor es de 3,18 para los tres compuestos, se determinóque al menos en la acetona y el hexano si difieren significativamente sobre la T crítica por lo tanto se rechaza la hipótesis nula en el caso de la acetona y el hexano. Para el caso del acetato de etilo se observó que no difiere significativamente el dato por lo tanto se mantiene la hipótesis inicial. El porcentaje de error para los casos en los que se rechazó la hipótesis nula fue de un 51,91%para la acetona y un 40% de error para el hexano.
Con dichos valores obtenidos se puede decir que el método utilizado para el cálculo de las masas molares, el cuál utiliza la ecuación del gas ideal, no corresponde a la mejor manera o no se apega a la realidad de la reacción o del comportamiento de los compuestos volátiles. La ecuación del gas ideal (1) utilizada por el método de Dumas es aplicablecuando: 1) las moléculas del gas ideal tienen un volumen despreciable; según este enunciado se puede contradecir que las moléculas de gas por muy pequeñas que sean en comparación al volumen total en el que están contenidas, no se puede despreciar porque su volumen si tiene importancia sobre el volumen total del recipiente contenedor del gas. 2) no existen interacciones entre moléculas ya sean de...