Ley de Boyle

Universidad de Concepción
Facultad de Ciencias Químicas
Departamento de Fisicoquímica
Fisicoquímica I (536.311)
Informe N° 1
“Determinación exacta de la masa molar de un gas”
Nombre del experimentador: Paula Durán Aravena.
Nombre del colaborador: Sofía Hernández Repetto.
Fecha de realización: 7 de Marzo del 2014.

I. Resumen:
El objetivo de la actividad experimental es determinarla densidad de un gas a diferentes presiones y así obtener una masa molar más exacta con el método de densidades límites, obteniendo una gráfica de la razón en función de P. Así extrapolando a cero, se obtiene , con lo cual se puede obtener la masa molar del gas. El gas utilizado fue el Nitrógeno (N2), con una masa molar experimental de 27,12 gmol-1, con un error de 3,18%.

II. Procedimiento:Para esta actividad experimental se ocupó una unidad Xplorer GLX PASCO, previamente montada y ajustada a la precisión en 0.001 atm. Después de verificar que el balón de vidrio esté limpio, se conecta el balón de vidrio de volumen conocido a la red de vacío y se evacua completamente, es decir, se hace el máximo de vacío, esperando hasta que la lectura de la presión no varíe, anotando así lapresión de vacío. Luego, se cierra la llave que se conecta a la bomba de vacío, cortando el vacío y retirando el balón del sistema. Se masa el balón vacío y se anota el dato en la hoja de datos correspondiente al laboratorio. Para eliminar cualquier residuo del balón, se ceba el sistema con el gas problema, conectando nuevamente el balón al sistema y haciendo el máximo vacío, luego se cierra la llaveque comunica a la bomba de vacío para posteriormente abrir la válvula de la red de gases hasta alcanzar una atmosfera. Una vez cebado el balón de vidrio, se hace nuevamente vacío en el sistema, y se llena con gas hasta alcanzar 0,250 atmosferas. Se cierra la llave del gas, se lee la presión y se cierra la llave del balón. Se determina la masa del balón con gas. Se vuelve a hacer el mismoprocedimiento, esta vez variando la presión en 0,150 atmosferas hasta alcanzar 1.000 atmosferas.

III. Datos experimentales:

Tabla N° 1: Datos obtenidos de la experiencia y sus respectivas condiciones.

Datos
Valor
Presión barométrica leída

Factor de corrección


Presión de vacío (Pasco)

Presión atmosférica (Pasco)

Temperatura

Masa balón vacío

Volumen del balón

Número debalón

Número de balanza

Número de equipo


Tabla N° 2: Tabulación de presiones obtenidas y masa del balón con gas problema.

Datos


1


2


3


4


5


6



Tabla N° 3: Constantes y conversiones de unidades.

Datos
Valor
Constante de los gases ideales

Conversión de milímetros a litros

Conversión de Celcius a Kelvin

Masa Molar del Nitrógeno (N2)


IV.Referencia teórica:
La masa molar de un gas que se obtiene con la ecuación de estado de los gases ideales, determinando su densidad a una temperatura dada y presión atmosférica, no es la masa molar verdadera, sólo una aproximación, que está sujeta a un error. Esto se debe a que la ecuación de estado no representa el comportamiento con exactitud de los gases a presión de una atmosfera.
Un métodomás exacto sería utilizar el de densidades límites, el cual está basado en el hecho de que cuando la presión tiende a cero, la ecuación de estado de los gases ideales es válida para cualquier gas.
La densidad del gas (ρ) se determina por diferencia de masa entre en balón de volumen conocido que contiene el gas y el mismo valón vacío.
Así la masa molar exacta se puede calcular despejando laecuación de los gases ideales:




Luego se grafica la relación de densidad, con presiones inferiores a la atmosférica con diferentes presiones . Una vez obtenida la gráfica, de debe extrapolar hasta que la presión sea cero y reemplazar en la ecuación anterior.



V. Datos Calculados.
Tabla N° 4: Densidades, razón de densidad/presión para cada medida y masa del gas.

Datos...