Universidad de Concepcin Facultad Ciencias Qumicas Departamento de Fisicoqumica

INFORME N 1

DETERMINACIN EXACTA DE LA MASA MOLAR DE UN GAS

Nombre del experimentador: Felipe Padilla Quilodrn Colaborador: Carmen Mndez Fuentes Fecha experiencia: 18 de Marzo de 2011 Fecha entrega: 25 de marzo de 2011 Grupo: N 3 Profesor: Doris Ruiz Carrera : Qumica y farmacia

RESUMEN.El objetivo de este prctico es determinar la Masa Molar de gas real a partir del mtodo de Densidad de lmites, determinado la densidad del gas a diferentes presiones a T constantes y reemplazando estos datos en la ecuacin de gas ideal podemos obtener la Masa Molar. Pero para que sea vlida esta ecuacin se debe ocupar presiones lo ms cercanas a cero para que este gas se asemeje a un gas ideal. En este prctico el gas se cree que es O2 con una masa molar de 32.686 [g/mol]

PARTE EXPERIMENTALMtodo Experimental Breve descripcin del procedimiento Se debe conectar el baln de gas a la red de vaco, luego encender la bomba de aceite y abrir las llaves que conectan la bomba de vaco al baln gas, y esperar hasta que las ramas del manmetro no varen. Una vez hecho el vaco cerrar las llaves que comunican la bomba de vaco, cortar el vaco, retirar el baln de gas y masar el baln en una balanza de precisin. Conectar nuevamente el baln a la red de vaco, vaciar el sistema y se ceba el baln con el gas problema para eliminar cualquier residuo, abriendo la llave de la red de gases del sistema con cuidado hasta alcanzar la presin atmosfrica. Se hace vaco nuevamente, se abre la llave de la red de gas y se llena el sistema hasta que las ramas del manmetro alcancen los 23 cm de mmHg, se cierra inmediatamente la llave de la red de gas y se pesa el baln. Esta parte de procedimiento se repite bajando la altura de las ramas 4 en 4 cm hasta llega a la presin atmosfrica Materiales y Reactivos: Baln de Vidrio Red de Vaco Red de gas Manmetro de Rama Abierta Balanza de Precisin Gas Desconocido

DATOS EXPERIMENTALESBalanza: 3 Baln N: 12 Temperatura Ambiente: 25,5 0,05 C xMasa baln vaco: 149.8049 0.0001 g Volumen baln: 282.39 0.01 ml Presin Baromtrica: 762,9 0,05 mmHg Factor de correccin de la presin: 3,10 a 760 mmHg 3,18 a 780 mmHg

Tabla N1 N experimentos 1 2 3 4 5 6 7

Datos obtenidos experimentalmente Hr 0.05 cmHg 23,1 19,5 15,5 11,5 7,50 3,50 0,0 Hx 0.05 cmHg 23,1 18,9 15,1 11,3 7,60 3,50 0,0 Masa baln + gas 0.0001 g 149,9502 149,9885 150,0193 150,0565 150,0922 150,1316 150,1640

Datos Bibliogrficos: R=0,082057(L*atm / K * mol) 1 atm = 760 [mmHg]. T(K) = T[C] + 273,15 Masa Molar O2: 32g/mol Qumica, Raymond Chang, Mc GrawHill Interamericana Editores, sptima Edicin, pgina , 2002

RESU LTADOSTabla y datos calculados.Tabla N 2 Experimen tos 1 2 3 4 5 6 7 Masa de gas ( 0.0001 g) 0,1453 0,1836 0,2144 0,2516 0,2873 0,3267 0,3591 Datos Calculados Densidad 0,5145 0,6502 0,7592 0,8910 1,017 1,157 1,272 Presin gas 0,392 0,494 0,597 0,700 0,801 0,908 1,00 d/p 1,312 1,316 1,272 1,273 1,270 1,274 1,272

Factor de Correccin de la presin : 3.11 Presin corregida: 759.79 mmHg Temperatura en Kelvin (K) : 298,65 K Masa Molar del Gas : g/moL

Grfico N 1 Molar

Determinacin de la Masa

Tabla N3 d/p versus P Presin gas ( 0.001 atm) 0,392 0,494 0,597 0,700 0,801 0,908 1,000 d/p ( 0.001 g/L*atm) 1,312 1,316 1,272 1,273 1,270 1,274 1,272

Ecuacin de la recta del grafico N1 y = -0,0723x + 1,3347

Ejemplos de Clculos.1. Factor de correccin de la presin por efecto de la temperatura 780-760 3.18 -3.10 = 780-762.9 3.18 - X

250 = 17,1 3,18-X X= 3.11 2. Presin corregida Presin referencial= Presin baromtrica Factor de correccin Presin referencial= 762,9 mmHg 3.11 Presin referencial = 759,79 mmHg 3. Presin del gas Px = Pr - (Hr + Hx) Px =759,79 mmHg (231 + 231) mmHg Px =297.79 mmHg Conversin de mmHg a atm 760 mmHg 1 atm

Px =(297,79 mmHg * 1 atm) / 760 mmHg Px = 0.392 atm

4. Masa del gas problema Masa del gas = masa del baln con gas masa del baln sin gas m = 149,9502g - 149.8049 g m = 0,1453 0.0001 g 5. Densidad del gas d=m/v d == 0,1453 g / 0.28239 L d =0.5145 g /L

6. Fraccin d/p d/p = Densidad del gas / Presin del gas d/p = 0.5145 (g/L) / 0.392 atm d/p = 1.312 g/L*atm

7. Masa Molar De la ecuacin de la recta del grfico N 1, se obtiene que, y = -0,0056x + 1,3347 Se puede extrapolar que (d/P)p0= 1,3347 g/L*atm (d/p)p 0 = M R*T

M = (d/p)p 0 * R * T M = + 1,3347 (g/L*atm) * 0,0821 (L*atm/mol*K) * 298,65 K M= 32,686 g/mol 8. Clculo del error experimental Ea= Xexp Xv = (32.0 32.686) = 0,686 Er= 100 (Ea/Ev ) = 100(0.686/32.0) = 2,14 %

Discusin y anlisis de los resultados.De acuerdo a los datos obtenidos en este prctico, puedo comentar que el mtodo de densidades lmites es una buena manera de obtener la masa molar de un gas. Ya que la Masa molar obtenida experimentalmente est bastante cerca de la Masa Molar terica. En este caso la Masa Molar experimental es de 32.686 g/mol que es cercana a la Masa molar del O2 32g/mol. Tericamente el grafico N1 d/p vs P debera dar una tendencia linear con pendiente positiva segn el comportamiento de los gases reales, que al aumentar la presin aumenta d/p, pero los datos obtenidos experimentalmente dieron una tendencia linear con pendiente negativa. Esto pudo ser consecuencia de que la temperatura ambiente pudo variar durante el desarrollo del laboratorio y por ende tambin la presin, debiendo ser la Temperatura y presin contaste. Adems para este mtodo la presin del gas se debe trabajar lo mas cercanas a 0 para acercarse a la idealidad del gas, y en el practico trabajamos con presiones hasta 1 atm Estas pudieron ser las causas de que se obtuvo una pendiente negativa, pero al extrapolar d/p la 0 a partir del grafico N1 variacin va ser mnima en el valor de d/p y no va afectar demasiado el resultado de la masa molar El error absoluto asociado a la masa molar del gas problema es de 0,686 [g/mol] y error relativo obtenido fue de un 2,14 %

BIBLIOGRAFAQumica, Raymond Chang, Mc. Graw-Hill interamericana, pag.154158,166-167, 2002 Fsico- Qumica, Gilbert W. Castellan, Pagina 14, Addison Wasley Longman 1987. Gua de trabajos prcticos fsico qumica, Universidad de Concepcin Facultad de Ciencias Qumicas, pag 3-16, 2011