Práctica 3 Qaplicada Densidad V2

Manual de Laboratorio de Química Aplicada

PRÁCTICA NÚMERO 3.

DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE UN GAS.
OBJETIVOS:
Producir dióxido de carbono por reacción del bicarbonato de sodio con ácido
clorhídrico.
Determinar la densidad del dióxido de carbono a las condiciones a las que se
desarrolla el experimento.
INTRODUCIÓN
La densidad (ρ) es una propiedad intensiva que se define como la masa por
unidadde volumen, y puede expresarse en kg/m3, g/cm3, g/L.

Para los gases o vapores que s comportan idealmente, su densidad se puede
calcular a partir de la ecuación general de los gases ideales:
pV = nRT, si n = m/PM entonces pV = mRT/PM, arreglando términos:
m/V = pPM/RT y ρ = p(PM)/(RT)
donde
ρ = densidad del gas (g/m3)
p = presión del gas (Pa)
PM = peso molecular del gas (g/mol)
R = constanteuniversal de los gases (8.314 (Pa m3)/(mol K))
T = temperatura del gas (K)
La densidad del gas está en proporción directa a la presión y en proporción
inversa a la temperatura.
Como un mol de cualquier gas ocupa 0.0224 m3 (22.4 L) a 1.01325 x 105 Pa (1
atm) y 273.15 K (0 oC) es posible calcular la densidad de cualquier gas a estas
condiciones (CNPT). Ver tabla1.

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Tabla 1. Densidad (ρ) de algunos gases a CNPT.
Gas
Peso molecular (g)
Volumen (L)
H2
2
22.4
NH3
17
22.4
O2
32
22.4
CO2
44
22.4

ρ (g/L)
0.089
0.759
1.428
1.964

Si se desea transformar el dato obtenido a otras condiciones de p y T será
necesario establecer la relación

En esta práctica se genera dióxido de carbono por medio de la reacción entre
el bicarbonato de sodio y el ácidoclorhídrico
NaHCO3(s) + HCl(ac) -NaCl(ac) + H2O + CO2(g)
El volumen gaseoso total obtenido se mide por desplazamiento de agua.
La densidad del gas se determina por dos procedimientos:
a) De manera directa por la relación ρ = m/V.
b) De manera indirecta por la relación ρ = p(PM)/(RT).
La ley de Dalton se vé aplicada en este experimento porque establece el hecho
de que la presión total en una mezcla de gaseses igual a la suma de las
presiones parciales.
Cuando un gas se recibe al pasar por agua, se considera que está húmedo y
es necesario conocer la presión de vapor que ejerce el agua en estas
condiciones. Ver tabla2.
Tabla 2. Presión de vapor del agua a diferentes temperaturas.
t(oC)
p(mm Hg)

17
18
14.53 15.48

19
16.48

20
17.53

21
18.65

22
19.83

23
21.07

24
22.38

25
23.76

2

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MATERIAL Y EQUIPO

REACTIVOS

1 vidrio de reloj
1 soporte universal con anillo tela de asbesto
1 pinza de tres dedos
1 espátula chica
1 balanza electrónica con precisión de 0.01 g
1 bureta para gases de 100 mL
1 matraz de dos bocas con tapones y mangueras
1 vaso de precipitados de 2 L
1 probeta de 100 mL
1 termómetro de -10 oC a 100 oC
1 vaso de precipitados de 250 mL(por grupo)
1 agitador de vidrio (por grupo)

ácido clorhídrico 1M
tableta efervescente (con
bicarbonato de sodio)
agua de la llave
disolución NaOH 1M
Indicador de fenoftaleína

DESARROLLO EXPERIMENTAL.
1. Llene el vaso de precipitados con agua de la llave, poco antes del borde.
2. Introduzca la bureta para gases de tal manera que se llene con 70 mL a 72
mL de agua. Anote este dato.
3. Prepare elmatraz de dos bocas en el soporte universal, colocado sobre el
anillo de fierro y la tela de asbesto, sujetado con la pinza de tres dedos.
4. Conecte el matraz de dos bocas a la bureta para gases usando la
manguera látex. No coloque el segundo tapón al matraz.
5. Mida 20 mL de ácido clorhídrico 1M en la probeta y adiciónelo al matraz de
dos bocas.
6. Pese sobre el vidrio de reloj un trozo detableta efervescente de 0.20 g a
0.24 g.
7. Agregue el trozo de tableta al matraz de dos bocas y tape inmediatamente
con un tapón de hule.
8. Mantenga la bureta para gases en posición vertical, de tal manera que el
nivel del agua en su interior coincida con el nivel de agua exterior del vaso,
evitando así el factor por presión hidrostática.
9. Una vez terminada la reacción, lea el volumen ocupado...