Determinación De la Constante Universal de los gases R.
Objetivo: Determinar experimentalmente la constante universal de los gases R y el volumen molar del hidrógeno. Cuestionario Previo: 1. ¿Por qué la constante universal de los gases es representada por la letra R? 2. ¿Por qué R es llamada la constante universal de los gases? El hecho de que R sea la misma para todos los gases, resulta de la Hipótesis de Avogadro que se puede enunciar diciendo que: Volúmenes iguales de gases diferentes a iguales presiones y temperaturas, contienen 23
igual número de moléculas, o sea el Número de Avogadro = 6,023 10 moléculas. Pero si tenemos n moles de gas, que ocupan un volumen v olumen V , y siendo V = nV´ , obtendremos una expresión más general de la Ecuación General de los Gases Ideales:
P V 3 .
!
n RT
Escribe la reacción balanceada entre el Mg y HCl. (productos)
Mg +2 HCl----> MgCl2(g) + H2(g) 4.
Investiga los diferentes valores de la constante R constante R en diferentes unidades .
5.
Investiga la reactividad y toxicidad de los reactivos a utilizar.
Magnesio.
Peligros físicos: Posible explosión del polvo o de los gránulos al mezclarse con el aire. En seco se puede cargar electrostáticamente electrostáticamente al ser removido, re movido, transportado, vertido.
Peligros químicos: La sustancia puede incendiarse espontáneamente al contacto con el aire produciendo gases irritantes o tóxicos. Reacciona violentamente con oxidantes fuertes y con muchas sustancias provocando riesgo de incendio y de explosión. Reacciona con ácidos y agua formando gas hidrógeno inflamable, provocando riesgo de incendio y de explosión. Acido
clorhídrico.
Rutas Potenciales de Ingreso al Organismo INHALACIÓN: Principal Riesgo de Exposición. Puede ocasionar rinitis (inflamación de las mucosas de la nariz), tos, ronquera, inflamación y ulceración del tracto respiratorio, necrosis del epitelio bronquial, dolor de pecho, sofocación, perforación nasoséptica, erosión dental, laringitis, bronquitis, neumonía y edema pulmonar, dolor de cabeza, palpitación (latido acelerado del corazón), desequilibrio, la muerte por asfixia debido al edema glótico o laringeal. INGESTIÓN: Puede ocasionar desde irritación hasta corrosión de boca, garganta, esófago y estómago. Puede producir debilidad y pulso rápido, salivación, náuseas, vómito con sangre y perforación del tracto intestinal, diarrea, convulsiones y fiebre, ansiedad, nefritis (inflamación del riñón), shock y sobrevenir la muerte por colapso circulatorio, peritonitis o hemorragia gástrica. Las quemaduras en la boca y labios se tornan de color blanquecino y posteriormente pueden presentar color café oscuro. OJOS (contacto): A baja concentración de vapores o nieblas (10-35 ppm) puede ocasionar irritación inmediata con enrojecimiento de los ojos, vapores más concentrados o salpicaduras pueden causar irritaciones severas de las conjuntivas (conjuntivitis) con sensación de intenso ardor y fuerte lagrimeo, erosión corneal, necrosis de la conjuntiva y epitelio corneal. Puede provocar quemaduras químicas graves y ceguera permanente. PIEL (contacto y absorción): Causa depilación, zonas de eritema (inflamación de la piel) con ardor, enrojecimiento. Puede provocar ulceraciones y quemaduras químicas pudiendo dejar cicatrices. Problema. Manteniendo constantes, Cantidad de materia (n), Presión ( P ) y Temperatura (T ), obtener experimentalmente la constante universal de los gases R y el volumen molar a condiciones ambientales, a partir de la reacción de Mg y HCl para producir hidrógeno. Reactivos Ácido Clorhídrico 3 M (5 mL) Magnesio en tiras (3 aprox. 4 cm c/u) Acetona o etanol y y y
Procedimiento
1.- Armar el equipo que se muestra en la F igura 1, verificando que no existan fugas.
2.- Llenar completamente la bureta hasta que el agua inunde el vástago del embudo. 3.- Asegurar que no existan burbujas de aire en la bureta y mangueras. 4.- Medir la temperatura ambiente (Tamb) y presión barométrica ( Patm). 5.- Doblarla en 4 partes una tira de Magnesio y pesarla para o btener la masa inicial (m1). 6.- Llenar la jeringa con HCl 3M (este nos servirá para los tres experimentos) e insertar la aguja en el tapón del tubo. 7.- Colocar el magnesio en el tubo y el tapón con la jeringa. 8.- Medir el volumen inicial en la bureta (V1). 9.- Inyectar aproximadamente 0.5 mL de HCl. 10.- Esperar 15 minutos a que la reacción finalice y que el gas obtenido alcance el equilibrio con la temperatura ambiente (Tamb). 11.- Mover el embudo para igualar el nivel del agua con el nivel de la bureta, como se muestra en la F igura 2.
12.- Medir el volumen final del gas en la bureta (V2). 13.- Desconectar el tubo del dispositivo y recuperar el Mg que no reacciono. 15.- Lavar y secar perfectamente el Mg recuperado y obtener la masa final (m2). Si es necesario utiliza acetona o alcohol etílico. 16.- Repite el experimento 2 veces y registra los datos en el Anexo B. (nota: no necesitas secar el matraz o tubo, ni cambiar el agua en la bureta). Bibliografía:
Resnick, R., Halliday, D. y Krane, K. (1999). Física. Vol. I. México: Cía. Editorial Continental Chang, Raymond, Química, Cuarta edición, Editorial McGraw-Hill, 1992.