UNIVERSIDAD NACIONAL NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA QUÍMICA Escuela Profesional de Ingeniería Química
Laboratorio de Fisicoquimica T E MA MA:: DE T E RMI NA NAC C ION DE LA MASA MASA MOL M OLECULAR ECULAR PR OF OFE E SORA : I ng. Di az G uti err rre ez Al Albertina bertina INTEGRANTES:
Or é Sánche Oré nchezz J uli ulissa ssa N est sta ar ez Si xto J uli ulio o Quispealaya Samaniego Nicolás
1 del 2018 Bellavista, 13 de agosto
INDICE INTRODUCCION .......................................... ............................................................... ............................................ ............................................. ...................... 3 1.
OBJETIVOS.................................... OBJETIVOS.......................................................... ............................................. .............................................. ............................. ...... 4
2.
MARCO TEORICO ........................................... .................................................................. ............................................ ................................ ........... 4
3.
4.
2.1.
Peso molecular ............................................ ................................................................... ............................................ ................................ ........... 4
2.2.
Líquidos volátiles ............................................ .................................................................. ............................................ ............................. ....... 4
2.3.
Metanol ........................................... ................................................................... ............................................. ........................................... ...................... 5
PARTE EXPERIMENTAL.......... EXPERIMENTAL............................... ............................................ ............................................. ................................. ........... 6 3.1.
Materiales ............................................ ................................................................... ............................................. ........................................ .................. 6
3.2.
Procedimiento Experimental.............................................. .................................................................... ................................ .......... 7
CALCULOS Y RESULTADOS ........................................... ................................................................. .................................... .............. 7 4.1.
Con la ley de los gases ideales ........................................... ................................................................. ................................ .......... 8
4.2.
Con la ecuación de Van der Waals ........................................... ................................................................. ......................... ... 8
5.
CONCLUSIONES ......................................... ............................................................... ............................................. ..................................... .............. 9
6.
RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES ........................................... .................................................................. ............................................. ........................ 10
7.
BIBLIOGRAFIA............................................ ................................................................... ............................................. .................................. ............ 10
ANEXOS ............................................. ................................................................... ........................... ..... ¡Error! Marcador no definido.
2
INTRODUCCION
En ciertas condiciones de presión y temperatura es posible que la mayoría de las sustancias existan en alguno de los tres estados de la materia, por ello las propiedades físicas de una sustancia dependen muy a menudo de su esta do. La masa molar de un líquido fácilmente vaporizable se puede determinar a través de la ecuación de estado de los gases ideales, la cual relaciona la presión, la temperatura, el volumen y los moles de del gas. Un gas ideal hipotético formado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son perfectamente elásticos. En esta práctica se determinará la masa molecular de un líquido fácilmente vaporizable, acetato de etilo utilizando el aparto de gay Lussac.
3
1. OBJETIVOS
Determinar el peso molecular de líquidos volátiles.
Observar el desplazamiento del embolo al inyectar cierta cantidad de moles de metanol.
Determinar el porcentaje de error.
2. MARCO TEORICO
2.1. Peso molecular El peso molecular (o peso atómico en el caso de átomos) es la masa expresada en gramos correspondiente a una mol de una sustancia. La mol se define como 6,023 x 10²³ (número de Avogadro) moléculas (o átomos en el caso de pesos atómicos) de una sustancia. El peso molecular es la suma de las masas atómicas de todos los átomos de una molécula de un compuesto específico. El peso atómico de un elemento se calcula hallando la masa media ponderada de la masa de todos los isótopos del mismo. Conoce en qué consiste el peso molecular, el peso atómico y la unidad de masa atómica (UMA). El peso atómico de un elemento se calcula hallando la masa media ponderada de la masa de todos los isótopos del mismo.
2.2. Líquidos volátiles La volatilidad de una sustancia es una medida de la facilidad con que esta se evapora. A una temperatura dada, las sustancias con mayor presión de vapor se evaporan más fácilmente que las sustancias con una menor presión de vapor. Cuanto menor sea la temperatura de evaporación de la sustancia se dice que es más volátil. Existe una gran cantidad de estas sustancias que volatilizan a temperatura
4
ambiente, tal es el caso de los alcoholes debido a que sus puntos de ebullición son muy bajos. Otros ejemplos de las sustancias volátiles son los compuestos compuestos orgánicos. Los compuestos orgánicos volátiles, a veces llamados VOC (por sus siglas en inglés), o COV (por sus siglas en español), se convierten fácilmente en vapores o gases. Junto con el carbono, contienen elementos como hidrógeno, oxígeno, flúor, cloro, bromo, azufre o nitrógeno. Los COV son liberados por la quema de combustibles, como gasolina, madera, carbón o gas natural. También son liberados por disolventes, pinturas y otros productos empleados y almacenados en la casa y el lugar de trabajo.
2.3. Metanol El metanol es un compuesto orgánico perteneciente a la familia de los alcoholes. Antiguamente conocido como alcohol de madera. Metanol es el nombre IUPAC que recibe el alcohol que contiene un átomo de carbono unido a tres átomos de hidrogeno en su estructura, además del grupo hidroxilo (-OH). Como nombre común se denomina alcohol metílico, debido a que es un radical de alquilo de sólo un átomo de carbono. Su fórmula química molecular es CH4O y su fórmula desarrollada es CH3OH. Es el alcohol más simple de la serie homologa de de los alcoholes y la configuración de sus átomos son SP3.
Características y propiedades físicas del Metanol
Es un líquido incoloro, transparente, volátil, con aroma y sabor semejantes a los del etanol. Es bastante inflamable infl amable y al igual que el alcohol etílico et ílico posee propiedades desinfectantes y antisépticas.
Masa molar 32,04 g/mol.
Punto de ebullición 64,5 ºC.
Densidad 0,7918 g/ ml 5
Debido a que es un alcohol primario con un solo átomo de carbono, el grupo hidroxilo de un carácter bastante polar a la molécula, lo que permite la formación de puentes de hidrogeno con otras sustancias polares. Tal es el caso del agua, cuyo carácter polar hace que el metanol sea totalmente miscible en ella; esto suele ocurrir con los alcoholes que tienen menos de 4 átomos de carbono (metanol, etanol, propanol). A medida que incrementa la cantidad de átomos de ca rbono en la molécula del alcohol, la solubilidad en agua disminuye, ya que predomina el carácter hidrofóbico de la cadena hidrocarbonada, siendo prácticamente insolubles aquellos alcoholes con diez o más átomos de carbono).
Metanol usos
El metanol tiene infinidad de usos y aplicaciones. aplica ciones. Se emplea como combustible, disolvente orgánico de esencias y resinas naturales, en la síntesis de colorantes y de productos metilados, así como en la fabricación de plásticos, colas y barnices. También se utiliza como anticongelante, carburante y antidetonante en los vehículos; y como materia prima para obtener formaldehido, compuesto químico básico para la industria química (usado en la industria farmacéutica, fabricación de muebles, etc.). El uso de metanol como combustible comenzó a tener auge durante la crisis del petróleo alrededor del año 1970, ya que representaba una alternativa viable debido a su disponibilidad, bajo costo y los beneficios medioambientales.
3. PARTE EXPERIMENTAL EXPERIMENTAL
3.1. Materiales Sustancia a usar: Metanol CH3OH Equipo de Gay-Lussac
6
3.2. Procedimiento Experimental
Se llenó el aparato de gay Lussac de agua, luego encenderlo y esperar que tenga una temperatura constante aproximadamente (90°C)
En la jeringa poner 1 ml de metanol, meta nol, pesarlo en la balanza y tomar los datos.
Una vez el agua supere la temperatura de 90 °C se inyectará el metanol y observar cuanto se desplaza el embolo; e inmediatamente se llevará a pesar la jeringa.
Se restará el peso inicial de la jeringa con el metanol y la jeringa sola, para hallar el peso del metanol.
Mediante los cálculos determinaremos el peso molecular.
4. CALCULOS Y RESULTADOS
= 65 ++ ++ = 3.3988 + = 3.2935
Hallando la masa de la muestra:
= 0.1053 Como datos tenemos: T=68.5°C+ 273=341.5K
V=65ml
P= 1atm
R=0.082 atm.L/mol.K 7
̅
=32g/mol
4.1. Con la ley de los gases ideales
̅ = × Reemplazamos los datos:
. 0. 1 053 ×341. 5 ×0. 0 82 . = 1 6/ 1 × 65 × 10− = 45.36/
Hallamos el porcentaje de error:
×100% % = 32/| × 100% % = |45.36/ 100% = 41.76% 76% 32/ 4.2. Con la ecuación de Van der Waals
= 0 Valores de a y b para el metanol:
= 9.523
= 0.06702
Reemplazando:
28.07
9.523 0.638 638 = 0
Mediante el método de Newton-Raphson:
28.07
9.523 0.638 638 = 0 ′ = 3 56.14 9.523 523
Para: T=341.5K y P=1atm
= = 28 8
,+ = , ′((,,)) = 28 ′2828 = 27.73 = 27.72 ′27.27.7722 = 27.72 = 27.72 ′27.27.7722 = 27.72 = 27.72 ′27.27.7722 = 27.72 = 27.72
Determinación del peso molecular:
1053 = 3.29× 10− = ̅ = 0.32/ = × = 0.0912 ̅ = 9. 5 23 0 . 1 053 0. 0 6702 0 . 1 053 0. 0 82 341. 5 0. 0 82 341. 5 ̅ = 1 0.0912 0.0912 ̅ = 32.0029 / Hallamos el porcentaje de error:
×100% % = 32/| × 100% % = |32.0029/ 100% = 0.00009 00091% 1% 32/ 5. CONCLUSIONES
La masa molecular obtenida experimentalmente por la ley de gases ideales es de
45.36/
y labotenida por la ecuacio de V.D.W. es de
0.1053
32.0029 /
.
El volumen desplazado al inyectar
El porcentaje de error obtenido al resta la masa masa molecular experimental con la masa teórica y dividirla por la teórica fue de
de metanol fue de 65 ml.
0.000091%
9
6. RECOMENDACIONES
Usar correctamente el equipo de Gay-Lussac, y las partes que este contenga.
Limpiar el embolo después de que un grupo finalice su experiencia.
Tener cuidado con el uso de la jeringa, podemos limpiarlo con la misma sustancia que se ha trabajado y luego desecharlo en un depósito.
7. BIBLIOGRAFIA
CASTELLAN, GILBERT W, Fisicoquímica, Addison – Wesley Iberoamericana, Segunda Edición, 1987. ATKINS, P. W., Fisicoquímica, Addison – Wesley Iberoamericana, Tercera Edición, 1992. MARON Y PRUTTON, Fundamentos de Fisicoquímica, Limusa, Decima – quinta reimpresión, 1984. JHON PERRY CHILTON, Manual del Ingeniero Químico
10
