Determinacion de masa molar y densidad de un liquido desconocido

Resumen
En esta práctica calculamos la densidad y determinamos la masa molar de un
líquido desconocido. Utilizando el método Dumas conseguimos el peso del vapor
condensado de la sustancia, y conociendo su volumen –definido por la fiola en la
que realizamos la experiencia- pudimos conseguir que la densidad del líquido es
de 3,1± 0,1) . Asimismo, hallamos el valor de la masa molar gracias aque el
método Dumas establece -mediante la sustitución de factores en la ecuación de
los gases ideales- que la masa molar de una sustancia (líquidos o gases con
puntos de ebullición bajos) es directamente proporcional a su densidad; así
encontramos que la sustancia en estudio a 93°C, 677,9mmHg y con densidad
3,1±0,1 , tiene una masa molar de 1,04x102 ± 4
.

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Introducción

El métodoDumas es un procedimiento que se utiliza para la determinación de la
masa molar y la densidad de vapor de una sustancia. Es conocido como “método
de densidad de vapor”, debido a que se requiere medidas del peso y el volumen
del vapor. En este se propone que la densidad de vapor de algunos compuestos
orgánicos, es directamente proporcional al peso molecular del mismo. Jean
Baptiste AndréDumas, diseñó esta técnica para determinar los pesos atómicos,
especialmente de gases y líquidos con bajos puntos de ebullición y cuyos vapores
cumplen con la ecuación de los gases ideales:
PV=nRT
Sabiendo que la expresión para los moles (n) viene dada por la ecuación n=m/M,
donde m es la masa del compuesto y M el peso molecular; se sustituye en la
ecuación de los gases ideales, quedando
PV=mRTM
Calculando el volumen y teniendo la masa del gas, se puede calcular la densidad
del mismo; ρ=m/v , que sustituyendo en la ecuación anterior, queda:
M= ρRT
P
Donde vemos claramente la proposición hecha por Dumas. Los pasos
establecidos por Dumas para hallar el peso molecular son:
1. Pesar un Erlenmeyer de 250ml tapado con papel aluminio
2. Añadir aproximadamente 5ml del líquido problema,que tiene un punto de
ebullición menor a 100°C
3. Hacer un agujero en el tapón de papel aluminio
4. Calentar el matraz en un baño de agua hirviendo hasta que el líquido se
evapore totalmente, este vapor desplaza el aire del contenido
5. Calentar unos 2 o 4 minutos más para asegurarse que se encuentre a la
misma temperatura del agua. La temperatura del agua será la del gas.
6. Enfriar elmatraz con el vapor y pesar
7. Averiguar el volumen del matraz, llenándolo de agua y pesándolo
8. Usar la ecuación M=mRT/VP para calcular el peso molecular (M)

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Sección Experimental
Cubrimos la boca de un Erlenmeyer de 125ml con un pedazo pequeño de plástico
envoplast y una liga; pesamos. Luego, añadimos 2ml del líquido desconocido en la
fiola e hicimos un pequeño agujero en elplástico cobertor. Después, colocamos el
Erlenmeyer dentro de un beaker de 600ml lleno de agua sostenido por una pinza
en baño de maría; añadimos perlas de ebullición al beaker, fijamos un termómetro
y calentamos tal como se muestra en la figura

Figura 4.1. Montaje experimental para el método Dumas

Esperamos a que cesara el vapor por el agujero y registramos la temperatura.
Posteriormente,retiramos la fiola del agua y al enfriarse lo secamos y pesamos.
Repetimos este experimento una vez más
Finalmente, para hallar el volumen del Erlenmeyer, lo enjuagamos y llenamos con
agua; medimos la temperatura del agua, secamos las paredes exteriores del
envase y lo colocamos sobre la balanza. Completamos el volumen añadiendo
agua poco a poco y pesamos el conjunto. Al terminar, secamos lafiola y la
pesamos.

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Resultados
Tabla 4.1 Valores obtenidos
a

Equipo (±0,01g)
Equipoa + gas condensado (±0,01g)
Gas condensado (±0,02g)
Temperatura del baño (±1°C)
Presión atmosférica 677.9 ±0,1 (mmHg)

Exp 1
62,30g
62,75g
0,45g
93°C

Exp 2 Promedio
62,80g
62,55g
63,28g
63,02g
0,48g
0,47g
92°C
93°C

Equipoa = fiola + papel + liga

Tabla 4.1 Volumen de la...