Determinacion de Peso Molecular de Un Vapor Condensable.

 

DETERMINACIÓN DEL PESO MOLECULAR DE UN VAPOR CONDENSABLE POR LOS MÉTODOS DE DUMAS Y MEYER

Por:

SERGIO A. MUÑOZ GÓMEZ C.C. 1039451173 LAURA TORO GONZÁLEZ C.C. 1037600078 JORGE MARIO HERRERA C.C. 1026132144

Informe de laboratorio de Fisicoquímica

Profesor: Doris Guerra

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES BIOLOGÍA MEDELLÍN 1 de Junio de 2009

 

  OBJETIVOS - 

Determinar el peso molecular de un vapor condensable, empleando los métodos de Dumas y de Víctor Meyer.

- 

Identificar el método más exacto para la determinación del peso molecular de un vapor condensable.

DATOS Teóricos: Muestra: No. 1 Compuesto: Acetona Peso molecular de la acetona: a cetona: 58.09 g/mol  Peso molecular del aire: aire: 29 g/mol Temperatura laboratorio: 26°C (299.15 K) Presión atmosférica: 640.45 mmHg Experimentales: Tabla 1. Datos Método de Dumas. w1 (g)

w2(g)

Tv (K)

Vb (L)

Experimento 1

96.8750

97.1772

346.15

0.232

Experimento 2

96.8750

97.2026

345.15

0.232

Tabla 2. Datos Método de Meyer. T (K)

w1 (g)

w2 (g)

V1 (mL)

V2 (mL)

Experimento 1

304.15

1.3395

1.4761

27.6

70.0

Experimento 2

305.15

1.2723

1.3864

27.8

79.0

CALCULOS MÉTODO DE DUMAS   Conversión de la presión atmosférica (mmHg a atm):



 

 = 0.8426 640.45 640 .45   ∙ 7601  0.8426     Calculo de la densidad del aire:



 =  ∙∙   =

 (0.8426 ) 29  = 0.9962 0.9962 /  ∙ 0.082 ∙(299.15 )

  Calculo del peso del aire contenido en el bulbo:



 =     ==∙=0.9962   (0.232 ) ) = 0.0.23 2311 11   (li quido y vapor) contenido en el bulbo:   Calculo del peso del compuesto problema (liquido



 = ( − ) +    = (97.1772 −96.8750 ) ) + 0.2311 2311  = 0.5333 5333     Calculo de la densidad del vapor del compuesto problema:



 = 2.2.29 87 / /   =  = 0.5333 0.232  2987   Calculo del peso molecular de la muestra del compuesto problema:



 =  ∙∙    ∴  =  ∙  ∙   ∙  (345.1 2.2987  0.082 ∙ (345.155 )  ∙  ∙   =  = = 77.2118 2118 / /   (0.8426 ) Experimento 2:

 = (97.2026 −96.8750 ) ) + 0.2311 2311  = 0.5587 5587    = 2.2.40  =  = 0.5587 81 / /  0.232  4081  =  ∙    ∴  =  ∙  ∙  

 

∙  (346.1 (346.155 ) 2.4081  0.082 ∙  ∙  ∙   =  = = 81.1206 1206 / /  (0.8426 )   Calculo de la media (promedio) del peso molecular de los experimentos 1 y 2:



77.21188 / / + 81.1206 81.1206/ / = 79.1662 ̅ =  +  = 77.211 1662 / /  2  − | 2 | %    =   100%  −79.1662 |  100% %    = | 58.0958.09 100% = 36.2 36.281 8199 %  MÉTODO DE MEYER   Calculo de la masa de la muestra contenida en la ampolleta:



 

  −   = 1.44761 761 −= 1.33395 395  = 0.1366 1366     Calculo del volumen del vapor de la muestra:



 =  −    = 70 70.0.0  − 27 27.6.6  = 42.4 42.4  = 0.0424 0 424   c ompuesto problema:   Calculo de la densidad del compuesto



 = 3.3.22  =  = 0.1366 16 / /  0.0424  2216   Calculo del peso molecular de la muestra del compuesto problema:



∙  (304.1 3.2216  0.082 ∙ (304.155 )  ∙  ∙  = 95.3568 3568 / /    =  = (0.8426 ) Experimento 2:

 = 1.33864 864  − 1.22723 723  = 0.1141 1141    = 79 79.0.0  − 27 27.8.8  = 51.2 51.2  = 0.0512 0 512  

 

 = 2.2.22  =  = 0.1141 85 / /  0.0512  2285 ∙  (305.1 2.2285  0.082 ∙ (305.155 )  ∙  ∙   =  = = 66.1787 1787 / /  (0.8426 )   Calculo de la media (promedio) del peso molecular de los experimentos 1 y 2:



95.35688 / / + 66.1787 / / = 80.7677 ̅ =  +  = 95.356 7677 / /   2 2 %    = |  − |  100%  −80.7677 |  100% 100% = 39.0 39.038 3899 %  %    = | 58.0958.09 RESULTADOS Tabla 3. Resultados Método de Dumas wa (g)

wv (g)

M (g/mol)

Experimento 1

0.2311

0.5333

77.2118

Experimento 2

0.2311

0.5333

81.1206

Mprom(g/mol)

ER (%)

79.1662

36.2819

Tabla 4. Resultados Método de Meyer wv (g)

Vv (L)

ρv (g/L)

M (g/mol)

Experimento 1

0.1366

0.0424

3.2216

95.3568

Experimento 2

0.1141

0.0512

2.2285

66.1787

Mprom (g/mol)

ER (%)

80.7677

39.0389

ANÁLISIS DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES Ambos métodos empleados permitieron determinar el peso molecular experimental de la acetona, los resultados obtenidos fueron muy similares, a pesar de que los montajes y procedimientos empleados fueron distintos. Esto puede indicar que ambos métodos son apropiados para la determinación determinación del peso molecular de vapores condensables. Los compuestos ideales como muestras problemas para estos procedimientos deben ser moléculas pequeñas de bajo peso molecular y que preferiblemente posean un punto de ebullición por debajo al del agua.

 

Debido a que el peso molecular es una propiedad intensiva de la materia no fue necesario medir un volumen exacto del líquido problema a analizar, pues la propiedad a determinar en este experimento no depende de la cantidad de masa. A partir de los resultados se puede deducir que el método de Dumas es un método mucho mas preciso ya que tanto para el experimento 1 como para el experimento 2 se obtuvieron valores muy similares. Aunque este método parece ser muy preciso fue considerablemente inexacto pues el error relativo porcentual arrojó un valor de 36.2819%. En cambio el método de Meyer fue impreciso para los dos experimentos e inexacto con respecto al peso molecular teórico del compuesto problema acetona. Para el método de Meyer los resultados de ambos experimentos variaron demasiado y su error relativo porcentual fue igualmente alto, 39.0389%.  Durante el experimento 2 del método de Meyer hay que tener en cuenta un error grosso por parte de los experimentadores que podría estar explicando en gran medida la diferencia del resultado con respecto al del experimento 1. El error consistió en que durante la agitación del montaje para aumentar la rapidez de la liberación del vapor de la ampolleta se desprendió el tampón superior del montaje permitiendo la salida de gas durante dos segundos máximo, hecho que afectaría en gran medida la medición final del volumen desplazado por el vapor del compuesto problema. Estos dos métodos son muy antiguos y su utilización no se recomienda hoy día para la determinación de pesos moleculares de vapores condensables. Actualmente existen métodos muchos más exactos, precisos y confiables para estos fines. La temperatura de vaporización alcanzada por el líquido problema en ambos métodos se mantuvo constante desde el inicio hasta el final de su total vaporización. Este dato parece ser suficientemente confiable ya que no es muy variable durante un largo periodo de tiempo aunque se considera que este dato siempre presentó un error constante ya que el termómetro nunca estuvo en contacto directo con el líquido problema y sus mediciones fueron aproximaciones de sus alrededores. El asumir que el vapor del compuesto problema se comporta como un gas ideal es erróneo y puede contribuir de forma significativa a la alteración de los resultados ya que las condiciones ideales de presión y temperatura no se cumplen, por lo tanto asumir un comportamiento de gas ideal no es recomendable. La cantidad de líquido problema agregado al bulbo en el método de Dumas fue suficiente para que durante su vaporización desplazara el aire presente en el bulbo. La presencia de líquido condensado y vapor en el bulbo al momento de pesar no afecta el resultado ya que la masa de un compuesto es la misma en estado líquido como en estado gaseoso. Finalmente tenemos en cuenta algunos factores que pudieron haber introducido un ligero error al experimento como la presencia de aire previamente en el montaje de Meyer, residuos de agua presentes en los instrumentos y montajes; y posibles causas de error personales como la incorrecta medición de volúmenes en los instrumentos debido a la imprecisión y subjetividad visual.

 

Se recomienda para posteriores experimentos aumentar la precaución en la manipulación de los instrumentos y montajes para prevenir pequeños accidentes que pueden alterar drásticamente los resultados del experimento.

BIBLIOGRAFÍA   Findlay, Alexander. “Química Física practica de Findlay” Método de Dumas y de Meyer. Mayo de



2009: http://books.google.com.co/books?id=RUDGFei4e8C&pg=PA78&dq=metodo+de+Dumas+y+meyer.  2009: http://www2.udec.cl/sqrt/fich/ACETONA.html.     Peso molecular de la acetona. Mayo de 2009: http://www2.udec.cl/sqrt/fich/ACETONA.html.

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  Rincón Patiño, Fabio. Manual de laboratorio de Fisicoquímica. Instituto de Química. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Antioquia. Medellín, 2008. Páginas 1-6.

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