“DENSIDAD Y PESO MOLECULAR DE LIQUIDOS VOLÁTILES”
(Método de Víctor Meyer modificado) I.
OBJETIVOS: a) Determinar la densidad del vapor del líquido l íquido volátil a condiciones de laboratorio. b) Determinar la presión absoluta corregida para el vapor. c) Determinar la densidad del vapor del líquido l íquido volátil a condiciones normales. d) Determinar la gravedad especifica del vapor del líquido volátil con respecto al aire. e) Determinar la masa molecular del líquido volátil, empleando: e.1.) La ecuación de estado de los gases ideales. e.2.) La ecuación de estado de van der Waals. e.3.) La ecuación de estado de Berthelot. e.4.) La ecuación de estado de Dieterici. e.5.) El diagrama generalizado del factor de compresibilidad.
II.
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA: El aparato de Víctor Meyer es el método estándar de laboratorio para la determinación del peso molecular de un volátil líquido . Fue desarrollada por Víctor Meyer , que escribía su nombre Víctor en publicaciones en el momento de su desarrollo. En este método, una masa conocida de un sólido volátil o líquido bajo examen se convierte en su forma de vapor por calentamiento en un tubo de Víctor Meyer. El vapor desplaza su propio volumen de aire. Se calcula el volumen de aire desplazado a temperatura y presión experimental. Entonces volumen de aire desplazado a temperatura se calcula. Con esto, la masa de aire desplazado a 2.24x10
-2
3
m se calcula de
vapor a STP. Este valor representa la masa molecular de la sustancia. El aparato consiste en un tubo interior de Víctor Meyer, extremo inferior de los cuales está en forma de una bombilla. El extremo superior del tubo tiene un tubo lateral que conduce a una cubeta llena de agua. El tubo de Víctor Meyer está rodeado por una camisa exterior. En la cubierta exterior, se coloca un líquido, que hierve a una temperatura al menos 30K de la sustancia bajo examen. Una pequeña cantidad de lana de vidrio o asbesto almohadilla cubre el extremo inferior del tubo de la Víctor Meyer para evitar la rotura, cuando una botella de vidrio que contiene la sustancia bajo examen se deja caer en él.
Procedimiento El líquido en la camisa exterior se calienta hasta que no más el aire escapa del tubo lateral. Entonces, un tubo graduado lleno de agua se invierte sobre el tubo de lado de inmersión en una cubeta llena de agua. Una pequeña cantidad de sustancia se pesó exactamente en una pequeña botella de tapón y se deja caer en el tubo de Víctor Meyer y se sella inmediatamente. La botella cae en el amianto almohadilla y su contenido cambia repentinamente en vapor, sopla hacia fuera el tapón y desplaza un volumen igual de aire en el tubo graduado. El volumen de aire desplazado se mide tomando el tubo graduado a cabo, el cierre de su boca con el pulgar y la inmersión en un recipiente lleno de agua. Cuando los niveles de agua en el interior y el exterior del tubo es igual, se observa que el volumen de aire desplazado. La presión atmosférica y de laboratorio se observaron temperaturas.
III.
IV.
MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS:
Equipo de Víctor Meyer modificado instalado de acuerdo a la fig Nº 3
Balanza analítica de sensibilidad +- 0.01 mg
Bomba de vacío
Frasquito de Hoffman
Psicrómetro
Termómetro
Gas propano
Pinza de madera
liquido volátil: acetona, cloroformo, tetracloruro de carbono.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: 1) Verificar que el equipo de Víctor Meyer Modificado esté instalado conforme a la fig. Nº II-3. 2) Si el sistema de vaporización-calefacción del equipo no se encuentra totalmente seco debe efectuarse vacío cerrando las llaves I y A, también puede efectuarse el vacío separando el sistema vaporización-calefacción de la bureta de gases cerrando la llave I. 3) Verificar la hermeticidad del sistema cerrando la llave H y partiendo de
nivel “0” se baja la pera de agua hasta el nivel más bajo y se dejan unos 5
minutos en esta posición, después volver al nivel “0”, si coincide el sistema es hermético. Encender el mechero para calentar el sistema de calefacción con el vapor de agua. 4) Determinar la máxima masa de líquido volátil a pesar, teniendo en consideración el volumen total de la bureta de gases, considerando una temperatura de 20 ºC y 0.72 atm. 5) Pesar el frasquito de Hoffman con su tapón de jebe (m1), llenar hasta la mitad el frasquito con el líquido a estudiar y vaporizarlo en baño maría sosteniéndolo con una pinza de madera, retirar y tapar. Pesar y anotar (m2). Determinar por diferencia la masa de líquido volátil (m), y verificar si está dentro del rango antes calculado. 6) Retirar el sistema de calefacción con cuidado, verificar que se encuentra cerrada la llave H, e introducir el frasquito de Hoffman, volverlo a su lugar y conectar el tubo de goma l, abrir las llaves l y A, nivelando en cero el nivel de agua de la pera en la bureta de gases. 7) Colocar un termómetro verticalmente cerca de la bureta de gases. 8) Mientras se efectúa el calentamiento anotar cada 5 o 10 s el volumen inicial (V1) hasta que se produzca un descenso sostenido del nivel de agua en la bureta y mientras esto sucede se debe desplazar la pera buscando igualar ambos niveles hasta que cese el descenso de ni vel, siendo este el volumen final (V2). El volumen del vapor (V) se determina por diferencia. 9) Se registran y anotan la temperatura del agua en la bureta (t1), la temperatura del gas (T) en el termómetro próximo ala bureta de gases, la presión barométrica(P) en ese instante y las temperaturas de bulbo seco y bulbo húmedo.
10) Corregir la presión del vapor y determinar la densidad (ρ) y la masa molecular del líquido volátil (M). repetir el ensayo por dos veces adicionales y efectuar todos los cálculos solicitados. Comparar y comentar los resultados. Esquema de instalación del equipo de Víctor Meyer Modificado
A. Llave de la pera de nivel B. Pera de nivel con agua C. Bureta colectora de gases D. termómetro E. Tapón de jebe F. Salida del condensado al vertedero G. Vapor de agua H. Llave del tubo hacia la bomba de vació I. Llave del tubo hacia la bureta de gases J. Frasquito de Hoffman K. Conexión a la bomba de vacío L. Tubo calefactor M. Balón de fondo plano N. Malla con asbesto O. Mechero de bunsen P. Ingreso de gas propano
V.
DATOS, CÁLCULOS Y RESULTADOS: Detalles Datos experimentales Masa del frasquito de Hoffman Masa del frasquito de Hoffman + liq volátil Volumen inicial en la bureta Volumen final en la bureta Temperatura del vapor Temperatura del agua en la bureta Temperatura del bulbo seco Temperatura
símbolo m1
Unidades
Ensayo 1
Ensayo 2
Ensayo 3
T
24.5
24
24
Tb
25
25
25
T bs
21
21
21
T bh
17
17
17
m2
V1 V2
del bulbo húmedo Presión barométrica
Datos bibliográficos: Constante universal de los gases Temperatura a condiciones normales Presión a condiciones normales Presión del vapor del agua ala tw Porcentaje de humedad relativa Masa molecular Temperatura critica Presión critica
Cálculos: Masa del líquido volátil Volumen del vapor Densidad del vapor a condiciones de lab. Densidad del vapor a condiciones normales Presión absoluta del vapor Masa molecular.ec. de
Pb
los gasese ideales Masa molecular ec. De van der Waals Masa molecular ec. De berthelot Masa molecular ec. De dieterici Masa molecular factor de compresibilidad. z
VI.
DISCUCIÓN DE RESULTADOS:
VII.
CONCLUSIONES:
Se logró determinar la densidad de la muestra gracias al método de Víctor Meyer.
Se concluye que el método de Víctor Meyer se utiliza para sustancias líquidas o sólidas que pueden vaporizarse fácilmente.
VIII.
RECOMENDACIONES:
se recomienda pesar una cantidad adecuada de acetona en el frasco de Hoffman, ya que el exceso o una mínima cantidad haría que el porcentaje de error sea mayor.
Si no se logra realizar el ensayo, repetirlo con menor cantidad de muestra.
Controlar el tiempo y anotar los datos correctamente de acuerdo a los ensayos realizados.
IX.
BIBLIOGRAFIA CONSULTADA: LAIDLER, K.J.- MEISER, J.H………………………………….. “FISICOQUÍMICA”
Edit. CESCA. México, D.F. México 1997 PEREZ A., P.-GRANADOS R., C .…………… “MANUAL DE EXPERIMENTOS DE
FISICOQUÍMICA 1” Ayacucho. 1982. pp. 1-7 PONS MUZO, Gastón……………………….. “FISICOQUIMICA”. Edit. Universo. Lima
– Perú. 1981. Quinta edición Ing. QUISPE MISAICO, Hernán Ing. PEREZ CHAUCA, Fernando
Ing. CISNEROS QUISPE, Luis……………………………GUIA DE PRÁCTICA ”FISICOQUIMICA EXPERIMENTAL” http://en.wikipedia.org/wiki/Victor_Meyer_apparatus http://catedras.quimica.unlp.edu.ar/fmacro/GUIA-TP-2010.pdf
