termodinamica obtenion de la masa molar de un gas


Facultad de Ciencias Químicas
Depto. de Físico-Química.






Determinación exacta de la masa molar de un gas






Nombre experimentador: Pablo Araya Vega
Nombre colaborador: Marcelo Muñoz
Grupo N°: 1
Curso: 530205
Carrera: Bioquímica


Resumen:
Para este laboratorio el objetivo es la determinación de las densidades de un gas a diferentes presiones para luego obtener el valor exacto de lamasa molar del gas mediante el método de "densidades límites". Por la obtención de datos experimentales correspondientes a la medición del peso del gas a distintas presiones, manteniendo la temperatura constante, y a una serie de cálculos se pudo determinar la densidad respecto a la presión cuando la presión tiende a 0, el valor fue de: 1,1832(g/atm L). Así se obtuvo que la masa molar del gas es28,46g/mol, correspondiente a la masa molar aproximada del nitrogeno molecular (28,00 g/mol).

Parte Experimental
Método Experimental:
Para obtener la masa molar de un gas se puede utilizar la ecuación de los gases ideales. Sin embargo, con esta ecuación no es posible determinar con exactitud la masa molar de gases reales. Para ello se utiliza el método de las densidades límites, ya que al hacertender la presión de un gas a cero se comporta de manera ideal.
De la ecuación del gas ideal: P V = n R T
La relación d/p varía con la presión, al representar gráficamente, la curva que se aproxima a una recta, se extrapola para obtener el valor. Y así la masa molar del gas queda expresada.
Materiales:
Un balón de vidrio
Red de vacío
Balanza de precisión
Bomba de Vacio
Xplorer GLX Pasco
Sensorquímico
Barómetro
Termómetro
Muestra de gas problema (Oxígeno, hidrógeno, dióxido de carbono y nitrógeno).


Procedimiento:
1.- Verificar que el Xplorer GLX Pasco este encendido, con el sensor químico conectado y la unidad de presión ya seleccionada .
2.- Verificar que el balón este limpio y seco, y solicitar su volumen al instructor
3.- Conectar el balón a la red de vacío y proceder a encender labomba de aceite y abrirla llave que comunica los sistemas, abrir la llave que del balón para evacuarlo completamente y esperar a que la lectura de presión no varié, cerrar la llave que comunica a la bomba de vacío y apagar la bomba. llevar el balon vacio a la balanza y determinar su masa.
4.- Luego, se vuelve a conectar a la red de vacío, y se llena el balón hasta alcanzar una presión de 0,250atm aproximadamente, y volver a mazar, posteriormente ir variando la presión con una diferencia de 0.150, con el fin de obtener 6 mediciones de masa diferentes.
5.- Se procede a realizar las mediciones de: la presión atmosférica, la temperatura ambiente y los factores de corrección de la presión a dicha temperatura.


Datos Experimentales
Las mediciones realizadas en el trabajo práctico fueron lassiguientes:
N° Balón:18
Temperatura ambiente: 20,0 + 0,5°C
Presión barométrica: 769,4 + 0,1mmHg
Factores de corrección: a 20,0°C a 760mmHg=1.51mmHg
a 20, 0°C a 770mmHg=1,53mmHg
Volumen balón: 284,67 ml + 0,01 ml
Masa balón vacío: 143,0982 g + 0,0001g
Presión atmosférica Pasco: 1,010 ± 0,001 atm
Presión máximo vacío: -0,002 ± 0,001atm




(*)Datos bibliográficos:
R= 0.082057 L atm K-1mol-1
Masa molares de posibles gases:
Oxigeno molecular (O₂): 32,00g/mol
Hidrógeno molecular (H₂): 2,01 g/mol
Dióxido de carbono (CO₂): 44,01g/mol
Nitrógeno molecular (N₂): 28,02g/mol
(*)Química, Raymond Chang, página 167, Mc Graw-Hill Interamericana Editores, Sexta Edición, 1999


Tabla N°1: Datos obtenidos en el laboratorio

N° demedición


Presión marcada por Xplorer Glx(± 0,001atm)

Masa balón + gas (± 10¯⁴ g)
1
0,251
143,1845
2
0,399
143,2389
3
0,548
143,2948
4
0,703
143,3512
5
0,849
143,4043
6
1,000
143,4662
A una presión atmosférica corregida de 767,9 mmHg y una temperatura ambiental de 293 K


Tabla N°2: Resultados masa y densidad del gas

N° de determinación


Masa del gas (± 0,0001 g)

Densidad del gas (± 0.001 g/L)...