Determinación de la masa molar de un líquido volátil por el método de presiones parciales

Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Química

Laboratorio de Termodinámica Practica V: Determinación de la masa molar de un líquido volátil por el método de presiones parciales.

Esperanza Martínez Mariana Gonzales Gonzales Edson Pérez Izquierdo Jessica Icel

Grupo:20

Profesora: Lorena de Anda Aguilar

Ciudad Universitaria, 27 de Septiembre de 2013

Objetivo: Determinar la masa molar de una sustancia volátil empleando el método de presiones parciales. De acuerdo con el de masa molar obtenido y averiguando en la ficha técnica de las propiedades, proponer cuál de los líquidos propuestos por el profesor es la sustancia problema.

Introducción: La magnitud física que indica la cantidad de materia presente en un cuerpo recibe el nombre de masa. El término, que procede del latín massa, tiene como unidad en el Sistema Internacional al kilogramo (kg.). La noción de masa molar refiere a la masa de un mol de una cierta sustancia, expresada en gramos. Recordemos que un mol es la cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales (átomos, moléculas, iones, etc.) de un tipo como átomos presentes en 12 gramos de carbono-12. La cantidad de unidades elementales que indica un mol de sustancia, por lo tanto, es constante, ya que no depende del tipo de material o de partícula. A esa cantidad se la conoce como número de Avogadro. Esta constante permite que los químicos expresen el peso de los átomos. La ecuación indica que un mol equivale a 6,022 x 10 elevado a 23 partículas. La masa molar, en definitiva, expresa la masa de un mol en gramos. Si la masa molecular de una sustancia en uma es p, la masa molar de dicha sustancia también será p, pero expresada en gramos. Para calcular la masa molar, hay que recurrir a la tabla periódica de elementos. Si tomamos el caso del agua (H2O), veremos que una molécula está compuesta por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. La masa atómica del hidrógeno, quitando decimales, es 1 uma y la del oxígeno, 16 uma. Al sumar estos datos de los dos átomos de hidrógeno y el átomo de oxígeno, obtenemos una masa molecular de 18 gramos. La masa molar del agua, por lo tanto, también es de 18 gramos. La volatilidad de una sustancia es una medida de la facilidad con que esta se evapora. A una temperatura dada, las sustancias con mayor presión de vapor se evaporan más fácilmente que las sustancias con una menor presión de vapor. Cuanto menor sea la temperatura de evaporación de la sustancia se dice que es más volátil. Existe una gran cantidad de estas sustancias que volatilizan a temperatura ambiente, tal es el caso de los alcoholes debido a que sus puntos de ebullición son muy bajos.

LEY DE DALTON SOBRE LAS PRESIONES PARCIALES En 1801 John Dalton postulo “los componentes de una mezcla gaseosa parecieran ejercer presión sobre las paredes del recipiente en el cual estaban confinados de manera independiente unos de otros”. La ley de las presiones parciales de DALTON establece que la presión total que un gas ejerce una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de los gases individuales. La ley de las presiones parciales de Dalton se cumple en la mayoría de las mezclas gaseosas siempre y cuando los gases no reaccionen PT = P1 + P3 + P3 + ……… + P n

Materiales: 1 Matraz bola de fondo plano de 1 000 mL 1 tramo de tubo látex 1 termómetro 1 soporte universal con pinzas 2 tubos de vidrio (15 cm) en ángulo recto 1 llave de paso

1 Tapón tetra horadado para el matraz 1 baño de temperatura constante 1 tapón para catéter con membrana 1 Jeringa de 1 mL con aguja larga 1 manómetro de mercurio Balanza de precisión 0.001g

Resultados:

Presión final = 59mmHg

T= 340.35K

Presión inicial = 0

V matraz = 1.169L

mLv= 0.4386g (

)( (

)( )(

) )

M= 135.86 g/mol

Conversión

= 0.077 atm

Análisis de resultados: Comparando nuestro resultado de masa molar con la de las sustancias posibles del líquido volátil (acetona o cloroformo) hemos visto que el valor se asemeja mucho más al cloroformo con una masa molar de 119.39 g/mol. Nuestro margen de error es del 13.79 % el cual nos puede indicar que hubo una mala medición en el volumen del matraz o al pesar la jeringa o en el último de los casos alguna figa en nuestro sistema.

Conclusiones:

Determinamos la masa molar de una sustancia volátil al saber que en una mezcla de gases una sustancia y el aire ejercen una presión al sistema y al conocer la presión de tal sustancia podemos sustituirla en la ecuación de gas ideal y así determinar la masa molar.

Bibliografía Chang, Raymond, Química, Cuarta edición, Editorial McGraw-Hill, 1992. Atkins, Jones , Principios de química “los caminos del descubrimiento”, Tercera edición, Editorial Panamericana, 2006