Fisicoquimica-Informe-3 Determinación de la constante de los gases

INFORME DE LABORATORIO UCE- FAC.CCQQ LABORATORIO DE FISICOQUIMICA

CÓDIGO: IIL-LAB-01 Versión: 00 Fecha de vigencia: Marzo 2015 Página 1 de 7

INFORME DE LABORATORIO NOT A

Laboratorio. 50% Informe 50% TOTAL

Número

:3

Título

: Determinación de la Constante Universal de los gases

Fecha

: 08/11/2015

Integrantes Grupo

/ : Andrango J.; Bustillos A.; Chávez P.; Egas E.; Guacho K.; Jumbo B.; Lanchimba F.; Sánchez J.

Resumen La práctica realizada en el laboratorio tuvo como objetivo el cálculo de la contante universal de los gases (R), para esto se utilizó como reactivos el ácido sulfámico (NH2SO3H), ácido clorhídrico (HCl) y nitrito de sodio (NaNO 2), los mismos que al reaccionar entre si produjeron un desplazamiento de un cierto volumen de agua dentro de la bureta esto debido al desprendimiento de nitrógeno gaseoso (N 2). Este proceso se lo repitió en tres ocasiones para poder obtener un resultado más preciso. Luego de efectuar los cálculos correspondientes el valor experimental de la constante universal de los gases fue del 0,0684±0,0041 atm.L/mol.K; cómo podemos observar es un valor que se asemeja al valor real de la constante esto debido a que se trabajó en condiciones diferentes a las del gas ideal y por errores sistemáticos cometidos en el laboratorio se producen variaciones en el resultado experimental obtenido. Por lo tanto, concluimos que la constante universal de los gases (R) si se puede determinar experimentalmente ya que las variables en la ecuación del gas ideal fueron medibles en el laboratorio. Palabras clave: Constante, gas, volumen, reacción

Abstract The procedure performed in the laboratory aimed calculating the universal gas constant (R), to this was used as reagents sulfamic acid (NH2SO3H), hydrochloric acid (HCl) FCQ Subdecanato

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and sodium nitrite (NaNO2), the same which reacts each produced a displacement of a certain volume of water in the burette this due to the evolution of gaseous nitrogen (N2). This process is repeated three times to obtain a more accurate result. After making the calculations the experimental value of the universal gas constant was 0,0684±0,0041 atm.L/mol.K; As we can see is a value that resembles the real value of the constant that because they worked in different from the ideal gas and systematic errors in the laboratory conditions are variations in the experimental result .Therefore conclude the universal gas constant (R) if it can be determined experimentally as the variables in the equation of ideal gas were measurable in the laboratory. Keywords: Constant, gas volume, reaction. 1. Introducción: se le llama la constante universal de los gases. Su valor determinado Sea un volumen de un gas confinado en experimentalmente, es 0,082 un cilindro a una temperatura constante, atm.L/mol.K. (Moran & Shapiro, 2004) supongamos que la presión y el 2. Objetivo: Determinar el valor volumen especifico se miden en cada numérico de la Constante Universal estado y se determina el valor de la de los gases. relación P.(Ѵ/T), (Ѵ es el volumen molar). Podemos representar el valor de 3. Materiales y Metodología: la relación frente a la presión a Primero se calibró el volumen de la temperatura constante. El resultado para bureta, a continuación se colocó en la varias temperaturas se representa de la bureta de 50mL: 20 mL de agua siguiente manera: destilada con 25 mL de ácido nitroso, el cual fue preparado a partir de ácido PѴ lim =R clorhídrico y nitrito de sodio sólido, Presion →0 T para culminar se colocó 5 mL de ácido Cuando se extrapolan a la presión cero sulfamico y se tapó inmediatamente la estos valores se obtienen para cada bureta herméticamente con el tapón, se curva precisamente el mismo valor agitó varias veces la bureta para completar la reacción y se procedió a límite, es decir donde R representa el abrir la llave de paso de la bureta para límite común para todas las desalojar el volumen del líquido, que temperaturas. Si este procedimiento se correspondía al volumen del N2 repite para otros gases, se encuentra en producido. Se repitió el procedimiento 2 cada caso que el límite de la relación veces más. Muy aparte de este PѴ/T cuando P tiende a cero a procedimiento se anotó la temperatura y temperatura constante, es el mismo, y es la presión ambiental para realizar los R. puesto que el mismo valor límite se cálculos correspondientes. presenta para todos los gases, al valor R 4. Resultados: Tabla 1. Datos experimentales FCQ Subdecanato

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N

Pesos

Volumen de

Volumen

Volumen N2

Presión

Temperatura

°

NaNO2

corrección

desplazado

corregido (Vf –Vc)

(mm de Hg)

(K)

(ml)

de N2

31.2 ml

30.5 ml

542

297

29.4 ml

28.7 ml

542

297

27.0 ml

26.3 ml

542

297

1

0.433 g

2

0.437 g

3

0.432 g

0.7

4.1.

Reacciones: HSO3 N H 2+ HN O2 → N 2+ H 2 O+ H 2 S O4

4.2.

Reactivo límite:

1. 0.005 l N H 2 S O3∗0.2

|

|

|

2.

|

mol N H 2 S O3 1 mol N 2 × =0.001 mol N 2 (R . L) L 1 mol HSO3 N H 2 0,25 mol HN O 2 −3 −3 25 ×10 l HN O 2 =6.25 ×10 mol HN O 2 1l

6.25 ×10−3 mol HN O2

|

|

1 mol N 2 =6.25 × 10−3 mol N 2 1 mol HN O2

Reactivolimite =N H 2 S O3 4.3.

Constante Universal de los Gases R:

PV =nRT PV R= nT 542mmHg ×30.5 mL 1L 1 atm R= × × −3 ( 273,15+24 ) K x 1 ×10 mol 1000 m L 760mmHg

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R1=0,0732

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atm .l K mol

Tabla 2.- Constante universal de los gases N°

V

Volumen

Número de moles

Volumen N2

Constante

correcció

desplazado

de N2

corregido (Vf

universal de los

n (ml)

N2

–Vc)

gases R (

1

31.2 ml 0.7

2 3

29.4 ml

1× 10−3 mol N 2

27.0 ml

atm . L ) K mol

30.5 ml

0,0732

28.7 ml

0,0689

26.3 ml

0,0631

Tabla 3.- Análisis estadístico

Media Desviación estándar

Constante Universal de los gases atm . L ( ) mol . K 0,0684 0,0041

4.4.

Porcentaje de error atm . L ´x =0.0684 mol . K

|Vexperimental−Vteórico | Vteórico

%Error=

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|

0.0684

%Error=

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atm. L atm . L −0.082 mol . K mol . K atm . L 0.082 mol . K

|

%Error=16.59 5. Discusiones y conclusión: Partiendo de la premisa del valor teórico atm. L de R (0.082 ), y sabiendo que K mol Gases tales como oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, se comportan como gases ideales en condiciones de temperatura ambiente y presión de una atmósfera, se logró determinar un valor aproximado al valor de la contante universal de los gases TABLA 3, mediante la reacción (HNO2 + NH2SO3H → N2 + H2O + H2SO4), se concluye que el valor difiere debido a varios factores que siempre van a afectar el sistema (medición de volúmenes, errores en el equipo). Donde se realizó un promedio de los

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valores arrojándonos como resultado el atm. L valor de R = 0,0684 , K mol constatando que se han utilizado datos experimentales proporcionando medidas inexactas; que han contribuido a que la diferencia respecto al valor real tenga un %Error=16.59 .

6. Bibliografía:

Moran, M., & Shapiro, H. (2004). Fundamentos de Termodinamica Tecnica (Segunda ed.). Barcelona, España: REVERTE S.A.

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7. ANEXOS:

Fig.1. BALANZA ANALITICA UTILIZADA PARA PESAR REACTIVOS

Fig.2. MIDIENDO Y COLOCANDO LOS REACTIVOS Fig.3. BURETA AGITADA, DESPLAZAMIENTO DEL LIQUIDO POR EFECTO DEL GAS N2 EN LA BURETA