Determinación De La DeNSIDAD De Un Gas Mediante

DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE UN GAS MEDIANTE
EL MÉTODO DE LA EFUSIÓN


OBJETIVOS PRINCIPALES

Determinar la densidad del hidrógeno molecular y del dióxido de carbono producto de una reacción química y del aire al soplar y utilizando la bombilla; con relación al aire mediante el efusiómetro.
Aplicar la ley de Graham para hallar las densidades de los gases (H2 y CO2).
Desarrollarhabilidades para la utilización del Efusiómetro.

ANTECEDENTES

EFUSIÓN
La efusión es el proceso por el cual un gas bajo presión escapa de un recipiente al exterior a través de una pequeña abertura. La velocidad de efusión es directamente proporcional a la velocidad media de las moléculas.

Se pueden medir los tiempos necesarios para que cantidades iguales de gases efundan en lasmismas condiciones de presión y temperatura, demostrándose que dichos tiempos son inversamente proporcionales a sus velocidades.

DENSIDAD
Es la relación entre el peso (masa) de una sustancia y el volumen que ocupa (esa misma sustancia). Entre las unidades de masa más comúnmente utilizadas están kg/m3 o g/cm3 para los sólidos, y kg/l o g/ml para los líquidos y los gases.Cuando se hace referencia a la densidad de una sustancia, se describe su peso en relación a su volumen

Ley de Graham de la Efusión
El fenómeno de la efusión consiste en el paso de gas por un agujero pequeño.
La velocidad de efusión de un gas depende de su densidad y la relación está dada por la Ley de Graham, la cual establece que las velocidades (v) de efusión de los gases soninversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus respectivas densidades (d).
v_1/v_2 =√(d_2/d_1 )
Como la densidad (d) de un gas es directamente proporcional a su peso molecular (M), la ecuación se puede escribir:
d_1/d_2 =M_1/M_2
De la ley de Graham se deduce que un gas liviano difunde con más velocidad que uno pesado.

Los resultados de la ley de Graham se han empleado para determinar ladensidad de los gases mediante la medición del tiempo que requiere la efusión de un volumen definido de un gas a través de un orificio pequeño en una lámina metálica delgada. El experimento se repite, en las mismas condiciones, con un gas de densidad conocida. El tiempo (t) necesario para que el volumen de un gas pase a través del orificio, es inversamente proporcional a su velocidad de efusión.t_2/t_1 =√(d_2/d_1 )=√(M_2/M_1 )=v_1/v_2

Utilizando esta fórmula, se puede determinar, aproximadamente, la densidad o el peso molecular de un gas desconocido, siempre que se disponga de un gas, de densidad o peso molecular conocido, como término de comparación.

MATERIALES

Efusiómetro
Soporte universal
Pera de decantación
Vaso de precipitación
Mangueras
Cronómetro
BombillaREACTIVOS

Ácido clorhídrico (HCl)
Zinc (Zn)
Bicarbonato de sodio (NaHCO3 )

EXPERIMENTACIÓN

Nuestro procedimiento fue el siguiente:

Primero realizamos la instalación del equipo, el cual consistió en el efusiómetro.
Después escogimos dos marcas imaginarias en los estrechamientos del tubo, para luego medir el tiempo de fluidez del gas.
Llenamos el efusiómetro con aguacompletamente.
Seguidamente tapamos el pequeño orificio del efusiómetro con el dedo para evitar la salida del aire y gases (H2, CO2), respectivamente.
Procedimos a abastecer el efusiómetro, a través de la manguera:
En el caso del AIRE, un integrante del grupo sopló a través de la manguera conectada al efusiómetro. El aire está compuesto por O2, N2, CO2, vapor de agua.
A diferencia delhidrógeno, realizamos una reacción química entre el ácido clorhídrico y el zinc, para la obtención del hidrógeno (H2).
2 HCl + Zn ZnCl2 + H2
Igualmente para el dióxido de carbono, realizamos una reacción química entre el bicarbonato de sodio y el ácido clorhídrico, para obtener dióxido de carbono.
NaHCO3 + HCl CO2 + NaCl + H2O
Llenamos el tubo del efusiómetro con aire,...