Reporte Peso Aire[1]

Universidad de Iberoamérica Facultad de Farmacia Curso: Físico farmacia 1 Peso de 22,4 Litros de aire NOELIA JIMENEZ CAROLINA GONZALEZ _________________________________________________________________________________________ En este laboratorio se trató por medio de un experimento, determinar el peso molecular del aire, esto es, el peso de 22,4 litros de aire a TPN aplicando las leyes de los gases. Todo el proceso se realizó con un enlenmeyer, un tapón de hule y una manguera colocada en el hueco del tapón. Con los valores obtenidos en las distintas mediciones se realizaron cálculos respectivos para iniciar la práctica: a-) el peso molecular experimental de 22,4 L aire a 0°C Y 760 mmHg, b-) la densidad experimental del aire a 0°C y 760 mmHg y c-) el peso molecular real del aire con el dato de 1.29 g/L de la densidad del aire bajo esas condiciones y el porcentaje de error.

Introducción: Las reacciones transcurren hasta un estado de equilibrio químico en el cual la relación de concentración entre reactivos y productos es constante. Las expresiones de la constante de equilibrio son ecuaciones algebraicas que describen las relaciones de concentración entre reactivos y productos en el equilibrio químico. Tales relaciones permiten calcular la cantidad de analito que queda sin reaccionar cuando se alcanza el estado estacionario. La relación de concentraciones en el equilibrio químico es independiente del camino como se haya llegado al estado de equilibrio. Además un sistema en equilibrio no se apartará espontáneamente de esta condición, a menos que se perturbe alguno de los factores que condiciona la situación de equilibrio. Estas perturbaciones pueden afectar a la temperatura, la presión o la concentración. Estos efectos pueden predecirse a partir del Principio de Le Chatelier que afirma que la posición del equilibrio químico siempre se desplaza en la dirección que tiende a compensar la perturbación producida. Un aumento de la temperatura altera la relación de concentraciones en la dirección que tiende a absorber calor, y un aumento de la presión favorece a los reactivos que ocupan un

volumen total menor. El desplazamiento del equilibrio ocasionado por cambios de la cantidad de alguna de las especies participantes se denomina efecto de acción de masas. La influencia de la concentración en la posición de un equilibrio químico se describe en términos cuantitativos en forma adecuada por medio de una expresión de la constante de equilibrio. Estas expresiones permiten predecir la dirección y la integridad de la reacción. Sin embargo, la expresión de la constante de equilibrio no da información sobre la velocidad a la que se alcanza el equilibrio. El volumen ocupado por un mol de sustancia cualquiera

en

temperatura

y

estado presión

gaseoso,

a

una

determinada,

es

siempre el mismo. Es esto una consecuencia necesaria de la ley de Avogadro que estipula que

“a

volúmenes contienen

igual

presión

iguales igual

de

y

temperatura,

diferentes número

gases de

moléculas”.Inversamente, “números idénticos de moléculas en igualdad de condiciones de presión y temperatura ocupan el mismo volumen”. Se puede medir el volumen de un mol de moléculas de un gas, esto es el

número de Avogadro, 6.023 x 1023 moléculas

Balón + agua = 192.13g

a 0°C y 760 mmHg de presión, osea, TPN. Un

Balón + agua + aire = 192.35g

mol de gas ocupa 22.414 litros a TPN, que

Masa de aire = 0.22 g

puede redondearse a 22.4 litros. El aire es una mezcla y resulta un tanto

Vol. Experimental

artificial hablar de “ peso molecular” del aire.

Vol poco agua = 49 ml

Sin embargo, es posible averiguar el peso de

Vol total agua = 275 ml

22.4 litros de aire que corresponde al peso en

Vol exp = vol total – vol poco agua

gramos del número de Avogadro moléculas de

Vol exp= 275 ml -49 ml = 226 ml ( vol aire)

los componentes del aire. Conociendo este dato

se

hace

fácil

comparar

los

pesos

moleculares de otros gases y señalar cuáles

Temperatura experimental: Se mide con termómetro y es igual a 296.15 k.

poseen un peso mayor y cuáles no en comparación con el aire

Presión experimental

La siguiente tabla nos muestra la composición

P. aire = P. atmosférica – P. vapor

1

en una muestra de aire :

P. aire = 660.8 mmHg – 21.068 mmHg = 639.72 mmHg

Composición de una muestra de aire Sustancia

Porcentaje

Nitrógeno Oxígeno Argón Dióxido de carbono Neón Helio Kriptón Hidrógeno Xenón

molécula 78.09 20.95 0.93 0.03 0.0018 0.00052 0.0001 0.00005 0.000008

de

tpn = (226) (639.732) (273.15) Vtpn= VePe x TVtpn 175.46 ml Ptpn Te (296.15) (760)

D= m D= V

0.22 g 0.17546 L

MM = DRT (273.15)

= 1.25 g/L

MM = (1.29) (0.0821)

= 33.29

P

0.869

Procedimiento:

%

=

Valor

Se siguió el procedimiento descrito en el

experimental

X 100

Error

Manual de Laboratorio de Físico farmacia I se utilizó 50 mL de agua.

teórico

–

valor

Valor teórico % Error = 1.29 – 1.25 X 100 = 3.1 % 1.29

Cálculos: Los cálculos fueron realizados con ayuda de

Resultados

la calculadora obteniendo así:

Resultados y discusión:

Datos teóricos: Ttpn= 273.15 k Ptpn= 0869 atm

Volume

Densida

Masa

%

na

d del

Molar del

error

TPN

aire

aire

Medició

0.1754

exp.g/L 1.25

exp.g/mol 33.29

n

6L

D = 1.29 g/l MM = 28.9 g/mol

MM = ? Masa

3.1 %

=

En los resultados pudimos observar que el

agua

y

lograr

resultado se acercan a lo esperado, ya que

satisfactorios.

resultados

más

tomando en cuenta la masa del aire que es de: 28.9 g/mol y su densidad es de 1.29 g/L las mediciones obtenidas

presentan valores

similares con una mínima diferencia.

Estos

Conclusión Con

los

resultados

obtenidos

en

este

márgenes de error se pueden atribuir a que

laboratorio, pudimos concluir que el factor

el enfriamiento del sistema no haya sido

que pudo afectar en forma mínima fue

completado ó el hecho de que la presión de

enfriar el sistema ya que no se realizo de la

vapor que se tenía se perdiera por la

mejor manera, el sistema casi logró enfriarse

manipulación del mismo. Aunque se trató de

a temperatura ambiente y la pérdida de vapor

minimizar errores durante el proceso, la

de agua por medio de la manipulación fue

experimentación no estuvo exenta de estos,

mínima, procurando así para futuros procesos

por lo que se recomienda para este tipo de

evitarlos

procesos:

laboratorio.

y

poder

lograr

al

el

objetivo

del

Carolina,

“Manual

de

Farmacia

1,

1- Dejar que el sistema se enfríe a temperatura ambiente. 2- Verificar la colocación de la prensa Mohr. 3- Manipular lo menos posible el sistema para así evitar la pérdida de vapor de

Bibliografía: 1,

González

laboratorio

de

Físico

UNIBE, Costa Rica, 2008. 2,http:www.cespro.com/Materias/MatC ontendos/Contquímica/QUIMICA_INORG ANICA/gases.htm.”Gases