Lab 08 Determinacion Del Volumen Molar de Una Gas

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL PROGRAMA DE INGENIERÍA AMBIENTAL QUÍMICA GENERAL DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN MOLAR DE UN GAS UNIVERSIDAD MARIANA GAVIRIA DEL CAUCA ANGIE GALINDEZ 1. RESUMEN:

Guía Nº: 08

Para la determinación del volumen molar del gas, deben ser conocidos el volumen, la masa y la presión de una determinada cantidad de O2. El volumen se mide a la temperatura y presión del laboratorio, pero debe llevarse dicho volumen a condiciones normales de presión y temperatura. Una vez conocido el volumen de una determinada masa de O2 en Condiciones Normales de Presión y Temperatura, se podrá calcular el volumen de un mol de O2 (32,0 g) también en CNPT. El volumen de un mol de O2 en CNPT es también el volumen de un mol de cualquier gas en CNPT (Ley de Avogadro = volúmenes iguales de gases diferentes, en las mismas condiciones de temperatura y presión contienen el mismo número de moléculas). La masa de O2 desprendido en la experiencia se mide indirectamente. Para ello se debe saber la masa de la muestra original. La presión del gas en la experiencia se debe calcular conociendo la Presión atmosférica, la altura de la columna de agua y la Presión del vapor de agua a la temperatura de la experiencia. El volumen de O2 se determina utilizando el método de desplazamiento de agua. Si se determina el volumen correspondiente a esta masa perdida podrá deducirse de el, el volumen que corresponde a 32 gramos de oxigeno, esto es el volumen de un mol. 2. DATOS: KClO3 Gas recolectado Columna de agua Temperatura ambiente Temperatura de agua Presión atmosférica de Popayán

0.113 g 47 Ml 10.4 cm 22 ºC 21ºC 599 mm Hg

3. CÁLCULOS Y RESULTADOS: 2KClO3(s)

2KCl(s) + 3O2 (g)

Presión H2O a 21ºC= 18.663 mm Hg d H2O * h H2O = d Hg *h Hg h Hg = Laboratorio De Química General - Ingeniería Ambiental - Facultad De Ingeniería Civil

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h Hg = 7.63 mm 7.63 mm Hg *

presión de la columna de agua en mm Hg

=0.01 atm presión de la columna de agua en

atmosferas Patm = PO2 + Pv

H2O +

PO2 = Patm - Pv

H2O –

hHg

hHg

PO2 = 599 mm Hg – 18.663 mm Hg – 7.63 mm Hg PO2 = 572.707 mm Hg

presión del oxígeno en mm Hg

Moles de clorato de potasio que reaccionaron: PO2 VO2) = nO2 RT

nO2 = nO2 = 0.0014 mol O2 0.0014 mol O2 *

= 0.00093 mol KClO3 que reaccionaron

Mol O2 Que Reaccionarían Si Se descompone todo el KClO3 0.00093 mol KClO3 *

=0.0014 mol O2

Volumen en litros de oxigeno producidos en el experimento convertido a condiciones normales. VO2= VO2=0.0313 L Volumen en litros que ocupa una mol de oxigeno en C.N. VO2 = VO2 = VO2 =22.386 L %error= │ %error= │

│* 100% │* 100%

%error= 33.6% Peso del KClO3

0.113 g

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Moles de KClO3 Volumen del oxigeno producido Temperatura ambiente Temperatura del agua Presión atmosférica Presión de vapor de agua a 21ºC Altura de la columna de agua Presión del oxigeno seco Moles de clorato de potasio que reaccionaron Moles de oxigeno producidos por la descomposición de todo el clorato de potasio Litros de oxigeno producidos en el experimento convertido a C.N. Volumen en litros que ocupa una mol de oxigeno en C.N. % de error del volumen molar del oxigeno obtenido en el experimento

0.00093 mol 47 mL 22ºC 21ºC 599 mmHg 18.663 mm Hg 10.4 cm 572.707 mmHg 0.00093 mol 0.0014 mol

0.0313 L 22.386 L 33.6%

4. DISCUSIÓN DE RESULTADOS: Los gases son mucho más sencillos que los líquidos y los sólidos. El movimiento molecular de los gases resulta totalmente aleatorio, y las fuerzas de atracción entre sus moléculas son tan pequeñas que una se mueve en forma libre y fundamentalmente independiente de las otras. Sujetos a cambios de temperatura y presión, los gases se comportan en forma más previsible que los sólidos y los líquidos. En la práctica de laboratorio el O2 es recogido sobre agua, mediante la técnica de “desplazamiento de agua”. Esta operación se lleva a cabo con la finalidad de eliminar ciertas impurezas que pudiesen estar mezcladas con el gas, por ejemplo polvo atmosférico, gotas de líquidos en suspensión, etc. Se recolectaron 0.0313 litros de oxígeno en la descomposición del clorato de potasio el cual es el volumen molar del oxígeno convertido a condiciones normales. Una mol de un gas en condiciones normales de presión y temperatura ocupa 22.4 litros, y las 0.014 moles de oxigeno que se produjo en el experimento convertido a CN ocupa 0.0313 litros lo que quiere decir que a menor moles de un gas menor va a ser el volumen que ocupa este en CN. En condición de presión y temperatura de Popayán hace que el volumen del gas varié, además la cantidad en moles de oxigeno que se produjeron fue inferior a una mol. El porcentaje de error en el experimento fue de 33.6% esto se debe a que no se elimino el volumen de la manguera a la hora de Laboratorio De Química General - Ingeniería Ambiental - Facultad De Ingeniería Civil

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realizar los cálculos y se tomo todo este volumen como el del oxígeno, otro posible error pudo haber sido a la hora de realizar los cálculos estequiométricos o la aproximación de cifras significativas.

5. PREGUNTAS COMPLEMENTARIAS: 5.1.

Describa el barómetro de mercurio. ¿cómo funciona? RTA/ El barómetro de mercurio consiste en un tubo de vidrio de unos 80 cm de longitud, cerrado en un extremo y lleno de mercurio. El tubo es invertido y el extremo abierto es sumergido en un depósito de mercurio, la columna de mercurio se mantiene por la presión de la atmosfera actuando sobre la superficie de mercurio en el depósito. A la presión atmosférica estándar la columna tiene una altura de 760 mm.

5.2.

¿Qué diferencias hay entre gases ideales y gases reales? RTA/ GASES IDEALES Un gas ideal es un gas teórico compuesto de un conjunto de partículas puntuales con desplazamiento aleatorio que no interactúan entre sí. El concepto de gas ideal es útil porque el mismo se comporta según la ley de los gases ideales, una ecuación de estado simplificada, y que puede ser analizada mediante la mecánica estadística.

GASES REALES Un gas real, es un gas que exhibe propiedades que no pueden ser explicadas enteramente utilizando la ley de los gases ideales Los modelos de gas real tienen que ser utilizados cerca del punto de condensación de los gases, cerca de puntos críticos, a muy altas presiones, y en otros casos menos usuales.

En condiciones normales de presión y temperatura, la mayoría de los gases reales se comporta en forma cualitativa como un gas ideal 5.3.

¿Cuáles son los postulados de la teoría cinética molecular? RTA/ a) los gases están constituidos por moléculas diminutas e invisibles, animadas de gran velocidad y por ende, de gran energía cinética promedio. A esto se debe la enorme difusión de los gases, que es tanto mayor cuando menos pesadas sean sus moléculas. b) el volumen de las moléculas es insignificante (excepto a elevadas presiones) frente al volumen del recipiente donde se mueven. Para

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el oxigeno y acondiciones normales 10ºC y 1 atm de presión el espacio vacío representa el 99.96% del volumen total. c) las moléculas viajan en línea recta y al azar (caos molecular), chocando entre sí y con las paredes del recipiente. En tales colisiones, no sufren disminución neta de energía cinética promedio si bien puede haber transferencia de energía de una molécula a otra. La presión de un gas se debe a los choques de sus moléculas contra las paredes. d) no todas las moléculas de un gas poseen la misma velocidad y por ende idéntica energía cinética. Pero si se puede afirmar que “la energía cinética

media de todas las moléculas es directamente

proporcional a la temperatura absoluta” 5.4.

¿Qué usos tiene el oxido de manganeso? RTA/ Se utiliza en pinturas y barnices para pintar cristales y cerámica. Y en la obtención de cloro, yodo y como despolarizador en pilas secas. También se encuentra en las pilas alcalinas o de cinc/dióxido de manganeso (Zn/MnO2).

El MnO2 también se

emplea en la decoloración del vidrio. 6.

CONCLUSIONES:  La descomposición del clorato de potasio es una forma de obtención de oxígeno en el laboratorio,  El método de desplazamiento de agua es muy útil para determinar el volumen de un gas siempre y cuando el gas sea apolar. Para gases polares se utiliza un líquido apolar. 

El volumen molar de un gas es el volumen que ocupa una mol de gas en un espacio determinado. El volumen molar normal de un gas es 22.4 litros en condiciones normales de presión y temperatura (1 atmosfera y 273.15 K)

7.

BIBLIOGRAFÍA:  Bravo, I; Montalvo, L; Vargas, L; Manual De Prácticas De Química General, Taller Editorial Universidad del Cauca, Popayán 2010, 71 páginas. Guía Nº 07.  CHANG, R. “Química” Mc Graw-Hill Interamericana, 9na edición, México D.F., 2007 ,1158 pág.  ATKINS; JONES; “Principios De Química”, 3 edición, Editorial Medica Panamericana, Madrid, 2006  AUTOR DESCONOCIDO; “Diccionario Oxford-Complutense Química”, editorial complutense, 1999, Madrid, 644 pág. Laboratorio De Química General - Ingeniería Ambiental - Facultad De Ingeniería Civil

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