PRACTICA N°1 DETERMINACIÓN DEL PESO MOLECULAR Y LA DENSIDAD DEL AIRE Luis e. Acevedo Facultad de Ingeniería Laboratorio de Fisicoquímica I Luis Monroy Docente Programa de Ingeniería Química, 3er semestre.
El aire es uno de los compuesto que en mayor proporción se encuentra en la tierra, estando compuesto por oxigeno, hidrogeno y agua en estado gaseoso y múltiples trazas de otros gases, en este informe de laboratorio se encontraran con el proceso necesario para calculas el peso molecular y la densidad del aire aplicando la ecuación de los gases en estado ideal (PV=nRT). Además se contara con el uso del método de los mínimos cuadrados, con el cual se calcularan y estimaran datos de suma relevancia.
MATERIALES
Baños termostáticos Balanza analítica Erlenmeyer esmerilado Tapa de vidrio esmerilado con válvula y tubo para Erlenmeyer Pinzas para soportes Picnómetro
PROCEDIMIENTO 1. Se determino la densidad del agua a temperatura ambiente y presión atmosférica. 2. Se peso con precisión 0,1 g (el sistema) erlenmeyer, seco, limpio y vacío con tapa y válvula. 3. Se lleno el erlenmeyer con agua, hasta la tapa y se peso. 4. Luego se procedió a determinar el volumen del agua. 5. Se saco toda el agua del erlenmeyer y seco tapón y válvula. 6. Se coloco el erlenmeyer con tapa, seco, limpio y vacío, dentro de un baño termostático a una temperatura constante de 40ºC. 7. Se abrió la válvula para permitir saque saliera la cantidad de aire
necesario para permitir que se alcance el equilibrio durante 10 minutos. 8. Finalizado el tiempo, se serró la válvula, sacamos el sistema del baño termostático, secamos muy bien el agua residual externa y pesamos. 9. Se repitió el procedimiento del a cuatro temperaturas diferentes (40°C, 55°C, 65°C y 75°C).
CÁLCULOS Y RESULTADOS m1= masa del Erlenmeyer vacío m2= masa del Erlenmeyer vacío + agua m1 = 112,349 g m2 = 243,537 g
Peso neto (erlenmeyer) = m2 - m1 DATOS:
m2 - m1 = 243,537 g – 112,349 g = 131,188 g V1 = volumen del Picnómetro. m3= masa del Picnómetro. m4= masa del Picnómetro + agua. V1=10,236 ccm 3 m3= 17,066 g m4= 27,275 g
1/T (K-1)
T
Waire+erlenmeyer.
40°C (313 K)
112,563 g
3,195 x10
-3
55°C (328 K)
112,562 g
3,049 x10
-3
65°C (338 K)
112,545 g
2,959 x10
-3
75°C (348 K)
112,544 g
2,874 x10
-
DENSIDAD DEL H 2O:
Peso neto (picnómetro)= m4 – m3
m4 – m3 = 27,275 g – 17,066 g =10,209
VOLUMEN DEL ERLENMEYER:
PREGUNTAS 1) Realizar un gráfico de peso total del sistema contra 1/T (temperatura absoluta).
w vs 1/T 112.565
0.003195, 112.563
0.003049, 112.562
112.56 ) g ( a 112.555 m e t s i s l e 112.55 d W
112.545
112.54 0.0028
w vs 1/T 0.002959, 0.002874, 112.545 112.544
0.0029
0.003
0.0031
0.0032
temperatura absoluta (1/T)
0.0033
2) Linealizar los datos obtenidos mediante el método de los mínimos cuadrados y graficar el peso del sistema contra 1/T.
M=peso molecular del aire W= gramos de aire
Sabemos que x=1/t y y= . Para calcular la pendiente m se utilizara la formulas de los mínimos cuadrados.
2
2
Peso del sistema (g)=Yi
1/T (K)=Xi
(1/T) (K)=Xi
XiYi
112,563 g 112,562 g
0,003195
112,545 g
0,002959
112,544 g
0,002874
0,00001021 0,00000929 0,00000876 0,00000826
0,35964 0,3432 0,33302 0,32345
0,003049
∑ ∑ ∑ ∑ ∑
w vs 1/T 112.57
y = 67.512x + 112.35 R² = 0.7924
112.565 a 112.56 m e t s i s 112.555 l e d w 112.55
w vs 1/T Linear (w vs 1/T)
112.545 112.54 0.00280.0029 0.003 0.0031 0.00320.0033
temperatura absoluta
3) Calculo del peso del sistema evacuado. Para el cálculo del peso evacuado del sistema se aplica la siguiente ecuación.
∑ ∑
De las ecuaciones:
Se tiene que el peso evacuado equivale a b por lo tanto es igual 112,428 g.
4) Calcular el peo molecular del aire y el error respecto al valor de la bibliografía.
M =peso W =
molecular del aire gramos de aire
⁄ | | %error=| | %error=
5) Calcular la densidad del aire a las diferentes temperaturas y hallar la densidad media. Se tiene que la densidad se define como:
( ) ⁄ ( ) ( ) ⁄ ( )
( ) ⁄ ( ) ( ) ⁄ ( ) Densidad media =
⁄ ⁄
6) Calcular la densidad a 25°C, por extrapolación grafica y compara el valor obtenido con la teoría.
⁄
X °T Y=
0 40 1.15
15 55 1.103
30 65 1.07
40 75 1.04
COORDENADAS EN (X, Y) A= (X1, Y1) B= (X2, Y2) A = (0; 1,15) B= (40; 1,04) FORMULA PENDIENTE: Y = mX + b
Para las coordenadas de A
Para las coordenadas de B
1.15 = m (0) + b 1.15 = b
1.04 = m (40) + 1.15 (1.04 – 1.15) / 40 = m m= 2,75x10-3
Calculo de densidad a 25° C Y= 2.75x10-3 (15) + 1.15 = 1.19 Experimentalmente la densidad del aire 25° C es 1.19 g/ L y el teórico es de 1.18 g/ L
DISCUSIÓN Y RESULTADOS
ANÁLISIS
DE
Después de ver los resultados obtenidos y compararlos con los teóricos se puede notar que en algunos valores se difiere, pero esto es solo debido a factores que al momento de
tomar las mediciones pueden afectar el proceso de medición. Pero se puede ver que la densidad del agua con relación experimental con relación a la teórica no es muy diferente, aunque la densidad dl aire presenta un porcentaje de error muy alto del 10% aproximadamente.
CONCLUSION Después de haber realizado este proceso se puede concluir que a medida que se aumenta la temperatura dentro de un sistema las moléculas del componente contenido buscaran la forma de pasar aun mayor volumen, y por ende si el sistema se cuenta con la forma de transferir masa el peso total de este disminuirá como se pudo ver en los resultados obtenidos.
RECOMENDACIONES Al estar trabajando con un sistema en fase gaseosa y someterlo aun aumento
ANEXOS
Imágenes del montaje del equipo
de temperatura se debe ten rucho cuidado y precisión de cerrar la válvula del erlenmeyer al momento de extraerlo del baño termostático debido a que se podría alterar la cantidad de moléculas de aire dentro de este recipiente.
BIBLIOGRAFIA
http://www.geocities.ws/todolostr abajossallo/fico6.pdf. CASTELLAN, Gilbert W, Año 1974. Fisicoquímica, Editorial Fondo Educativo, Edición 1a. LAIDLER, Keith J. - MEISER, John H, Año 2002. Fisicoquímica, Editorial Continental.
