Determinacion Masa Molar 4to CICLO (Reparado)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE FACULTAD DE

ESCUELA DE INGENIERIA DE



TEMA:  “Laboratorio N°01: ‘Determinación N°01: ‘Determinación de la masa molar del Magnesio y del Zinc !  ! 



"ntegrantes:  



-)rso:



#o$as #am%re& 'arina (antos Arroyo Ana L)cia Za*aleta +$eda ,o*any Termodin.mica Termodin.mica de los Materiales



/roesor: "ng Dionicio +tiniano M2nde&

2016 Tr)$ill Tr)$illo o 3 /er4

Laboratorio N° 1: Determinación de la masa molar del Magnesio y del Zinc

1. OB!"#$O% D! L& '()*"#*& D! L&BO(&"O(#O:   

Determinar e56erimentalmente la masa molar del Magnesio y del Zinc #esol*er )n 6roblema e56erimental a6licado a la ec)ación general de gas ideal /racticar el )so de tablas

2. #N"(OD+**#,N: En este laboratorio se determinó la masa molar del Magnesio y del Zinc Al reaccionar este metal con el .cido clor7%drico8 la cantidad de 7idrógeno 9)e se libera es ig)al a la cantidad de magnesio o &inc )tili&ado este9)iom2tricamente;8 y teniendo en c)enta la ec)ación de gases ideales s)6oniendo com6ortamiento ideal del gas;8 oc)rre lo sig)iente: Mg-s / 2*l-ac Mg

Mg*l2 -ac /  2 -g

Mg2/ / 2e

2e / 2/

2

2*l

*l2 / 2e

2e / Mg / 2/ / 2*l/ Mg-s / 2*l-ac

Mg2/ / 2 / *l2 / 2e - 2  Mg*l2 -ac /  2 -g

Zn-s / 2*l-ac

Zn*l2 -ac /  2 -g

, se )tili&a la ec)ación de los gases ideales 6ara calc)lar la masa del magnesio y del &inc: 'atm 3 '2 / '4a5or de 2O / 'colmna de 2O '2 3 'atm 7 -'4a5or de 2O / 'colmna de 2O  '$3n(" n2 3 '2 8$2  (" y como n2 3 nMg8 res)lta MMg3 mMg  nMg

9. MA#-+ TE+#"-+

#E(E
Las 6rimeras tablas de 6esos e9)i*alentes )eron 6)blicadas 6ara los .cidos y las bases 6or -arl >riedric7 ?en&el en 1@@@ n con$)nto m.s am6lio de tablas )e 6re6arado8 6osiblemente de orma inde6endiente8 6or Berem%as Cen$amin #ic7ter8 a 6artir de 1@(in embargo8 ni ?en&el ni #ic7ter ten%an )n 6)nto de reerencia 4nico 6ara s)s tablas8 6or lo 9)e t)*ieron 9)e 6)blicar tablas se6aradas 6ara cada 6ar .cidoFbase La 6rimera tabla de 6esos atómicos de Bo7n Dalton 1G0G; /ro6on%a )n 6)nto de reerencia8 al menos 6ara los elementos: tomar el 6eso e9)i*alente del 7idrógeno como )na )nidad de masa (in embargo8 la teor%a atómica de Dalton estaba le$os de ser )ni*ersalmente ace6tada en el siglo H"H no de los mayores 6roblemas era la reacción del 7idrógeno con el o5%geno 6ara 6rod)cir ag)a n gramo de 7idrógeno reacciona con oc7o gramos de o5%geno 6ara 6rod)cir n)e*e gramos de ag)a8 6or lo 9)e el 6eso e9)i*alente del o5%geno se deine como oc7o gramos (in embargo8 la e56resión de la reacción en t2rminos de *ol4menes de gas sig)iendo la ley de -7arles y IayFL)ssac8 dos *ol4menes de 7idrógeno reaccionan con )n *ol)men de o5%geno 6ara 6rod)cir dos *ol4menes de ag)a8 lo 9)e s)giere 9)e el 6eso atómico del o5%geno debe ser dediecis2is El traba$o de -7arles >redericJ Ier7ardt 1G1KK;8 =enri ictor #egna)lt1G10@G; y (tanislao -anni&&aro 1GK110; contrib)yó a racionali&ar esta y m)c7as 6arado$as similares8 6ero el 6roblema era a4n ob$eto de debate en el -ongreso de 'arlsr)7e 1GK0;No obstante8 m)c7os 9)%micos encontraron 9)e los 6esos e9)i*alentes eran )na 7erramienta 4til8 incl)so si no se ad7er%an a la teor%a atómica Los 6esos e9)i*alentes )eron )na 4til generali&ación de la ley de las 6ro6orciones deinidas 1@O; de Bose67FLo)is /ro)st 9)e 6ermitió a la 9)%mica con*ertirse en )na ciencia c)antitati*a El 9)%mico ranc2s BeanFCa6tiste D)mas 1G00FGO; se con*irtió en )no de los m.s inl)yentes o6onentes de la teor%a atómica8 des6)2s de 7aberla abra&ado al 6rinci6io de s) carrera8 6ero )e )n irme deensor de los 6esos e9)i*alentes MA(A EP"ALENTE ME9; La masa e9)i*alente de )n elemento o com6)esto es la misma 9)e se combina o reem6la&a G8000 6artes de o5%geno o 1800G 6artes de 7idrógeno /r.cticamente el 6eso e9)i*alente se determina seg4n la nat)rale&a de la s)stancia: a;F/eso e9)i*alente de )n metal: (e di*ide la masa atómica e56resada en gramose ntre s) n4mero de o5idación b;F/eso e9)i*alente de )n .cido:Es ig)al a s) 6eso molec)lar di*idido entre el n4mero de 7idrógenos 9)e contiene o los 9)e se 7an des6la&ado

-F/eso e9)i*alente de )na base:Es ig)al a s) 6eso molec)lar di*idido entre la carga del metal o la cantidad de iones o5idrilo 9)e contenga la base d;F/eso e9)i*alente del agente o5idante y red)ctor:(e determina mediante la di*isión entre )n molFg y el n4mero de electrones ganados o 6erdidos sea agente o5idante y agente red)ctor res6ecti*amente

Determinación directa: En este caso se enc)entra la cantidad del elemento 9)e se 7an combinado con 100G g de 7idrogeno o con G0 g de o5%geno M2todo anal%tico:(e determina la masa e9)i*alente 6or la cantidad del elemento 9)e se combina con otro del c)al se conoce s) masa e9)i*alente /or des6la&amiento del ag)a:Este m2todo consiste en 7acer reaccionar )na determinada masa de )n metal con )n .cido 6ara 9)e des6renda 7idrogeno /ara el c.lc)lo se enc)entra la masa del metal 9)e 7a des6la&ado 100Gg de 7idrogeno o 1100 ml del gas A condiciones normales de tem6erat)ra y 6resión; La Masa E9)i*alente de )n elemento:Es el 6eso en gramos del mismo 9)e se combina con G g de + o 100G g =  y se 6)ede determinar de orma e56erimental La Masa E9)i*alente de )n Acido: El 6eso e9)i*alente de )n .cido es a9)ella racción del 6eso orm)la 9)e contiene o 6)ede s)ministrar 6ara la reacción )n =Q acido n e9)i*alente  gramo E9  g; es a9)el 6eso 9)e contiene o 6)ede s)ministrar 6ara la reacción de )n mol de =Q

/e9 R Masa MolarS n° de iones =Q

>ig Diagrama de lal sistema 6ara 6oder . M&"!(#&L!% D! obtener la masa molar del ML&BO(&"O(#O: 

Materiales

E9)i6os

/robeta grad)ada de 100mL Calan&a de 6recisión de 00001

aso de 6reci6itación 1L

Herramientas

cido clor7%drico =-L;

Ti$era

Calón8 mang)era y ta6ón Termómetro digital

Carra de &inc

-inta de

(istema

;. '(O*!D#M#!N"O !<'!(#M!N"&L: -

/rimero 6esamos la cantidad adec)ada de Magnesio y de Zinc 9)e *amos a )sarU 6ara 6esar con mayor e5actit)d )samos la balan&a digital a; b;

>ig a; masa

del magnesio8 b; masa del &inc

-

Llenamos la 6robeta grad)ada totalmente y tambi2n llenamos el *aso de 6reci6itación 6ero no totalmente

-

/ara la 6r.ctica del Magnesio )samos  ml de .cido m)ri.tico y 10 ml de ag)a8 en el caso del Zinc )saremos cido M)ri.tico 6)ro 6ero solo )n *ol)men de 10mL8 y lo colocamos en el aso de Enlermeyer

-

L)ego ta6oneamos el aso con )n ta6ón y colocamos el t)bito en el ta6ón8 *eriicar 9)e no

7ayan )gas

-

El otro e5tremo del t)bito 6onerlo en el aso de 6reci6itación 9)e est. con Ag)a8 y s)mergirlo en el *aso y este se 6one en el interior de la 6robeta

-

-olocar el Magnesio en el aso de Enlermeyer y ta6onearlo inmediatamente Tomar nota de los datos de *ol)men del gas = 8 de la col)mna de =+ y de la alt)ra del gas =  =acer lo mismo 6ara el Zinc

6. D&"O% !<'!(#M!N"&L!%: D&"O% '&(& !L M&=N!%#O: 1 Masa de magnesio: -m Mg 0.02>1g. Tem6erat)ra: V8G1°- SSS K8G' /resión Atmos2rica R 1atm R @K0 mm=g cido clor7%drico al O0W ol)men del *a6or de 7idrógeno = ;: V1Vcm V R 00V1VL Alt)ra del *a6or de 7idrógeno = ;: Vcm R V1 mm Alt)ra de la col)mna de ag)a en mm;: 11Gcm R11G mm medido con regla; Tiem6o: 1@OKs 2 Masa de magnesio: -mMg 0.0>?g. ol)men del *a6or de 7idrógeno = ;: V1cm V R 00V1L Alt)ra del *a6or de 7idrógeno = ;: Gcm R Gmm Alt)ra de la col)mna de ag)a en mm;: Kcm R Kmm medido con regla; Tiem6o: K8Os V; Masa de magnesio: -mMg 0.0?@; ol)men del *a6or de 7idrógeno = ;: V1cm V R 00V1L Alt)ra del *a6or de 7idrógeno = ;: 11cm R 11mm Alt)ra de la col)mna de ag)a en mm;: OG R OGmm medido con regla; Tiem6o: K8Os

D&"O% '&(& !L Z#N*: 1 Masa de Ainc: -mZn: 0.0?1g. Tem6erat)ra: V8G°- SSS KG'

/resión Atmos2rica R 1atm R @K0mm=g cido clor7%drico al O0 W ol)men del *a6or de 7idrógeno = ;: 0V0 cm V R 000V0L Alt)ra del *a6or de 7idrógeno = ;: VVcm R VVmm Alt)ra de la col)mna de ag)a en mm;: 1V1cm R 1V1mm medido con regla; Tiem6o: Kseg 2 Masa de Ainc: -mZn: 0.0;>>g. ol)men del *a6or de 7idrógeno = ;: 1Ocm V R 001OL Alt)ra del *a6or de 7idrógeno = ;: Vcm R Vmm Alt)ra de la col)mna de ag)a en mm;: 1Kcm R 1Kmm medido con regla; Tiem6o: GVOs 9 Masa de Ainc: -mZn: 0.0>9>g ol)men del *a6or de 7idrógeno = ;: O1Vcm V R 00O1VL Alt)ra del *a6or de 7idrógeno = ;: K@cm R K@mm Alt)ra de la col)mna de ag)a en mm;: 10Kcm R 10Kmm medido con regla; Tiem6o: 1s

@. *)L*+LO%: -onsiderando: n23'2 8$2 (8" X 1; , 'atm 3 '2 / '4 / 'colmna de aga X ; donde: 'colmna de aga 3aga8 C2O Cg -6resión de la col)mna de ag)a en mm=g; /asamos los mm=g a de la / = a Atmóseras y la a6licamos en la órm)la 1 /ara 9)e en los moles a6li9)emos en la sig)iente órm)la: MMg 3 Mg  nMg

M Zn 3 Zn  nZn

'&(& !L M&=N!%#O: a masa: 0.02>1g. /= R @K0mm=g 3 180KGmm=g 3 GVmm 1gScm V S 1V8KgScmV;R @92.?92mmg

-on este dato8 yendo a la ec)ación de los gases ideales y des6e$ando el n4mero de moles de 7idrógeno: n=R @VGVmm=gY080VL; S KVKVKmm=gYLS'Ymol Y KG'; R 1.2E109mol >inalmente8 reem6la&ando este dato y el de la masa conocida de magnesio se obtiene la res6)esta: MMg R 001g S 1O510 FVmol R 29.@gmol b masa: 0.0>?g. /= R @K0mm=g 3 180KGmm=g 3 1mm 1gScm V S 1V8KgScmV;R @9.1;2mmg -on este dato8 yendo a la ec)ación de los gases ideales y des6e$ando el n4mero de moles de 7idrógeno: n=R @VO1mm=gY080V1L; S KVKVK@mm=gYLS'Ymol Y KG'; R 2F0@E109mol >inalmente8 reem6la&ando este dato y el de la masa conocida de magnesio se obtiene la res6)esta: MMg R 00OGg S 0@O510 FVmol R 2.01gmol c masa: 0.0?@; -on este dato8 yendo a la ec)ación de los gases ideales y des6e$ando el n4mero de moles de 7idrógeno: n=R @VO1mm=gY080V1L; S KVKVK@mm=gYLS'Ymol Y KG'; R 2F0@E109mol >inalmente8 reem6la&ando este dato y el de la masa conocida de magnesio se obtiene la res6)esta: MMg R 00VGg S 0@O510 FVmol R 21.;gmol

(esltados: alor 6romedio 6ara de la Masa Atómica del Magnesio obtenida e56erimentalmente:

 MMg R VO@ gSmol Q O01 gSmol; S  R 29.@gmol -alc)lo el W de error: WER Mreal 3 Me56 ;S Mreal  Y100 WE R OV1 3 V@;S OV1  Y100 R  2.;0G

'&(& !L Z#N*: a masa: 0.0?1g. /= R @K0mm=g 3 180KGmm=g 3 1V1mm 1gScm V S 1V8KgScmV ;R @2>.902mmg -on este dato8 yendo a la ec)ación de los gases ideales y des6e$ando el n4mero de moles de 7idrógeno: n=R @V0mm=gY0800V0L; S KVKVK@mm=gYLS'Ymol Y KG'; R 0.@>E109mol >inalmente8 reem6la&ando este dato y el de la masa conocida de &inc se obtiene la res6)esta: MZn R 00OG1g S 0@510 FVmol R 60.1 gmol b masa: 0.0;>>g. /= R @K0mm=g 310KGmm=g 3 1Kmm 1gScm V S 1V8KgScmV ;R @2>.6@2mmg -on este dato8 yendo a la ec)ación de los gases ideales y des6e$ando el n4mero de moles de 7idrógeno: n=R @K@mm=gY0801OL; S KVKVKmm=gYLS'Ymol Y KG'; R 00011Omol R 0.?E109mol >inalmente8 reem6la&ando este dato y el de la masa conocida de &inc se obtiene la res6)esta: MMg R 00g S 0GO510 FVmol R @1.91gmol X a;

c masa: 0.0>9>g. /= R @K0mm=g 3 10KGmm=g 3 10Kmm 1gScm V S 1V8KgScmV;R @91.12mmg

-on este dato8 yendo a la ec)ación de los gases ideales y des6e$ando el n4mero de moles de 7idrógeno: n=R @V11Omm=gY080O1VL; S KVKVK@mm=gYLS'Ymol Y KG'; R 1.62E109mol >inalmente8 reem6la&ando este dato y el de la masa conocida de &inc se obtiene la res6)esta: MMg R 00Vg S 1K510 FVmol R ;@.>6gmol X a;

(esltados: alor 6romedio 6ara de la Masa Atómica obtenida e56erimentalmente:  MMg R K01OgSmol Q @1V1 gSmol Q @K gSmol; S V R 69.1gmol -alc)lo el W de error : WER real 3 *e56 ;S real  Y100 WE R KV1O 3 KVG ;S KVG  Y100 R  9.9G

?. D#%*+%#,N D! (!%+L"&DO%: -

-

El margen de error obtenido en la 6r.ctica ya sea en la 6arte de determinación de masa molar del magnesio o de la masa molar del &inc8 se debe a la 6)re&a del material )tili&ado +tra ca)sa 6ara tener )n margen de error ele*ado seria 6or la mala medición ySo 6re6aración de la sol)ción

>. *ON*L+%#,N: En base a )na reacción 9)%mica8 y relacionando los datos obtenidos con la ec)ación de los gases ideales se 7a 6odido determinar en orma e56erimental la masa molar8 en este caso8 del magnesio y del &inc La orma de )tili&ar los instr)mentos8 y el correcto mane$o de los datos condicionan los res)ltados a 6osibles errores8 6or lo 9)e es esencial e5tremar las medidas de e*itar los errores Adem.s8 )na c)estión 6ertinente al e56erimento8 es 9)2 7)biera 6asado si se )saban otros .cidos ySo metales en la reacción (ig)iendo las relaciones este9)iom2tricas de la ec)ación original8 donde la relación entre el metal y el gas obtenido es 1 a 18 6)ede llegarse a la concl)sión de 9)e si se enc)entran metales 9)e reaccionen en orma adec)ada con )n .cido8 y c)m6lan con la

6arte este9)iom2trica citada8 6)ede calc)larse la masa molar de ese otro metal

10.

B#BL#O=(&H#&:

7tt6:SSmmonogra%ascomStraba$os10SmasaSmasas7tml P)%mica Ieneral8 na Edición S #aymond -7ang 7tt6:SS[[[67y[eFescomS100OSa6gSK1SDeterminaciónFdeFlaFMasaF Molar7tm

&N!
Tabla 01: 6resión de ag)a a *arias tem6erat)ras °C

 P

T

mmHg -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

1,560 1,691 1,834 1,987 2,149 2,326 2,514 2,715 2,931 3,163 3,410 3,673 3,956 4,258 4,579 4,926 5,294 5,685 6,101 6,543 7,013 7,513 8,045 8,609 9,209 9,844 10,518 11,231 11,987 12,788 13,634 14,530

°C 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

 P

mmHg 52,442 55,324 58,345 61,504 64,80 68,26 71,882 75,65 79,60 83,71 88,02 92,511 97,20 102,09 107,20 112,51 118,04 123,80 129,82 136,08 142,60 149,38 156,43 163,77 171,38 179,31 187,54 196,09 204,96 214,17 223,73 233,71

T

°C 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 120 125 130 135 140 145 150 175

 P

mmHg 566,99 588,60 610,90 633,90 657,62 682,07 707,27 733,24 760,00 787,57 815,86 845,12 875,06 906,07 937,92 970,60 1 004,42 1 038,92 1074,56 1111,20 1148,74 1187,42 1227,25 1267,98 1 489,14 1 740,93 2 026,10 2 347,26 2 710,92 3 116,76 3 570,48 6 694,08

18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

15,477 16,477 17,535 18,650 19,827 21,068 22,377 23,756 25,209 26,739 28,349 30,043 31,824 33,695 35,663 37,729 39,898 42,175 44,563

71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89

243,9 254,6 265,7 277,2 289,10 301,4 314,1 327,3 341,0 355,11 369,7 384,9 400,6 416,8 433,62 450,9 468,7 487,1 506,1

200 225 250 275 300 325 350 360 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 374,11

11 659,16 19 123,12 29 817,84 44 580,84 64 432,8 90 447,6 124 001,6 139 893,2 148 519,2 150 320,4 152 129,2 153 960,8 155 815,2 157 692,4 159 584,8 161 507,6 163 468,4 165 467,2 165 808,0