Determinación del peso molecular



INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y
Eléctrica-Zacatenco
Ingeniería en control y automatización

Laboratorio de química aplicada

Practica #3: Determinación del peso molecular






Fecha de entrega: 21/Abril/2014
Fecha de realización: 23/Marzo/2014

Objetivo:
Determinar el peso molecular de un gas con datos experimentales a partir de laEcuación General del Estado Gaseoso.
Marco teórico:
El peso molecular de un compuesto es la suma de las masas atómicas de los elementos constituyentes del compuesto.
El conocimiento del peso molecular es de importancia porque facilita el cálculo del número de moles y de las cantidades de átomos individuales en una determinada cantidad de un compuesto.
Cuando se trata de una mezcla, el pesomolecular se obtiene mediante el promedio ponderado de los pesos moleculares de las sustancias que componen la mezcla.
Ley de los gases ideales
Los gases ideales son gases hipotéticos, idealizados del comportamiento de los gases reales en condiciones corrientes. Así, los gases reales manifiestan un comportamiento muy parecido al ideal a altas temperaturas y bajas presiones.
Los gases idealesse encuentran en un estado homogéneo, tomando la forma y el volumen del recipiente que lo contenga. Sus moléculas se encuentran muy separadas unas de otras, por tanto el gas se puede comprimir o expandir con facilidad.
Empíricamente, se pueden observar una serie de relaciones entre la temperatura T, la presión P y el volumen V de los gases ideales, deducida por primera vez por ÉmileClapeyron en1834.

Donde:
P = indica la presión del gas.
V = indica el volumen del gas.
n = es el número de mol-gramos del gas.
R = la constante de los gases.
T = la temperatura del gas.
Esta ecuación deestado reúne las leyes de Boyle, Charles-Gay Lussac, expresando la relación que existe entre las magnitudes relevantes en los gases ideales, y describe satisfactoriamente el comportamiento de losgases en condiciones de bajaspresiones y altas temperaturas. Cuando la presión aumenta mucho o la temperatura disminuye, el comportamiento de los gases se aparta del descrito por esta ecuación
Teoría cinética molecular:
Desarrollada por Ludwig Boltzmann y Maxwell. Nos indica las propiedades de un gas noble a nivel molecular.
Todo gas esta formado por pequeñas partículas esféricas llamadasmoléculas.
Las moléculas gaseosas se mueven a altas velocidades, en forma recta y desordenada.
Los gases ejercen una presión continua al recipiente debido a los choques de las moléculas con las paredes de este.
Los choques moleculares son perfectamente elásticos. No hay cambio de energía.
No se toman en cuentan las interacciones de atracción y repulsión molecular.
La energía cinética media de latraslación de una molécula es directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas.
Ecuaciones de estado:
Una ecuación de estado es la relación que existe entre dos o más propiedades termodinámica. En sistemas de un componente y de una fase, la ecuación de estado incluirá tres propiedades la presión, volumen y temperatura. Dado que la presión, temperatura y volumen pueden ser medidosdirectamente, los datos necesarios para evaluar las constantes en tales ecuaciones pueden ser obtenidos experimentalmente.
La elección de la ecuación a usar en una aplicación dada depende principalmente de la exactitud deseada y de la capacidad del usuario. Como los coeficientes de casi todas las ecuaciones de estado deben ser evaluados ajustando o adaptando las ecuaciones a diversos datosexperimentales de presión, volumen y temperatura, estas ecuaciones nunca pueden representar exactamente los datos experimentales; más aún, muchas veces estas ecuaciones no representan los datos, limitando la exactitud. Esto es particularmente cierto cuando las ecuaciones más sencillas son aplicadas en la vecindad del punto crítico.
Ecuación de van der Waals:

Nótese que Vm es el volumen molar.
En esta...