Laboratorio N°1
DETERMINACION DEL VOLUMEN MOLAR DEL OXIGENO
Tomas Vallejos
e-mail:
José Muñoz Pizarro
e-mail:
[email protected]
INTRODUCCIÓN
De los 3 estados de la materia, el estado gaseoso se ha caracterizado
por ser profundamente estudiado desde los inicios de la fisicoquímica. Las
características moleculares presentes en los gases, siendo estas cuerpos
sin forma ni tamaño con grandes distancias entre sus moléculas y sin
fuerzas de atracción, las cuales se encuentran en constante movimiento y
choques elásticos entre sí. Las facilidades que estas características
moleculares permiten en su gran mayoría el control de sus variables de
estado, estas son clasificadas en 2 grupos. Las variables intensivas, que
se caracterizan por no depender de la masa del gas en estudio (variables
como la Presión y la temperatura) y las variables extensivas, las cuales si
dependen de esta (densidad, volumen, etc.).
De las interrelaciones de las variables de estado surgieron leyes de los
gases como la Ley de Boyle (relación Presión y volumen) la Ley de Charles
(relación temperatura y volumen) y la Ley de Avogadro (relación volumen y
numero de moles del gas) donde finalmente se formuló La Ley del gas ideal
la cual incorporaba en una sola ecuación las variables de estado de
presión, temperatura, volumen y numero de moles. Incorporando además la
constante de los gases R con un valor de 0,082 (atm x L / mol x °K), el
cual actúa como factor de enlace de todas las variables en la presente
ecuación PV=nRT.
OBJETIVOS
1 OBJETIVO GENERAL
2.1.1 Determinar el valor del Volumen molar normal de oxigeno obtenido de
la descomposición de Cloruro de potasio (KClO3) mediante la aplicación de
calor. Los datos obtenidos del volumen de desplazamiento de agua en las
columnas de vidrio con agua y los valores de presión pertinentes en este
práctico.
MATERIALES Y REACTIVOS.
Falta Materiales usados en el laboratorio:
Mechero.
Mangueras.
2 Columnas de vidrio.
Balanza Analítica.
0,1113 g de Clorato de potasio.
Tubo de reacción.
Parafilm.
Espátula.
Tapón.
Pie de metro.
Regla.
Procedimiento
Se inició el práctico pesando en balanza analítica el tubo de reacción
obteniéndose una masa de 3,7027 g donde se depositaron 0,1113 g de Clorato
de potasio (KClO3) también pesados en balanza analítica. Luego de esto se
inició el montaje de los instrumentos de laboratorio, colocando ambas
columnas a alturas similares y conectándolas mediante una manguera
asegurada con parafilm para evitar fugas, posterior a eso se realizó la
medición del diámetro de las columnas de vidrio con un pie de metro. Una
vez que todo fue montado como corresponde se procedió a llenar una de las
columnas de modo que una de ellas estuviera llena por completo, mientras
que la otra solo hasta la mitad de su volumen con agua. Luego sobre la
columna de vidrio llena en su totalidad con agua se colocó un tapón
conectado con una manguera al tubo de reacción.
Luego de que todo se hubiera conectado y se verificase que no hubiese
fugas con la aplicación de parafilm en las mangueras. Se inició el
calentamiento parejo del tubo de reacción mediante la llama de mechero.
Luego de varios minutos de espera fue apreciable el aumento de volumen de
oxígeno y vapor de agua, el cual desplazo un volumen de agua en ambas
columnas. Con los datos obtenidos se realizaron los siguientes cálculos de
Volumen experimental de oxigeno generado, su volumen molar experimental, la
presión de oxígeno. Y finalmente el volumen teórico de oxigeno mediante la
ley de los gases ideales.
CALCULOS Y RESULTADOS
Calculo de Número de moles de O2
Mediante la siguiente formula se realizaron los siguientes cálculos:
2KClO3 2KCl + 3O2
Como la relación entre KClO3 es de 2:3 con el producto 3O2 se procede de la
siguiente forma.
0,1113 g de KClO3 × (1 mol de KClO3 /122 g de KClO3) = 9,12 x 10-4 moles de
KClO3.
9,12 x 10-4 moles de KClO3 x (3 mol de O2/2 mol de KClO3) = 1,37 x 10-3
moles de O2.
De la descomposición de 0,1113 g de KClO3 mediante calor se obtuvieron 1,37
x 10-3 moles de O2.
Calculo de volumen desplazado.
Φ = 19 mm r = 9,5 mm -> 0,95 cm
H = 6 cm
Área de la base = π x r2 = π x (0,95 cm)2 = 2,98 cm2.
Volumen = Área de la base x H
2,98 cm2 x 6 cm= 18 cm3.= 0,018 L
0,018 L volumen de O2 obtenido experimentalmente.
Calculo de volumen molar de O2.
Vm = V/n
Vm.exp.oxigeno = 0,018 L / 1,37 x 10-3 moles de O2 = 13,13 L /mol.
Calculo de presión de O2 mediante ecuación de presiones parciales de
Dalton.
Pt = PO2 + PH2O
Pt = 1016,93 hpa = 1,003 atm
PH2O = 16, 477 mmHg = 0.021 atm
Pt - PH2O = PO2
PO2 = 1,003 atm - 0.021 atm = 0,982 atm
Calculo de volumen de O2 mediante ley del gas ideal.
PV = nRT
V = nRT / P
T = 19°C = 292.15 °K
V = (1,37 x 10-3 moles de O2 x (0.082 atm x L / mol x K) x 292.15 ° K) /
0,982 atm = 0,033 L de O2
0,033 L Teoricos de O2
Vm.exp.oxigeno = 0,033 L / 1,37 x 10-3 moles de O2 = 24,08 L / mol.
DISCUSIÓN
Falta Los ligandos al ser hervidos en la muestra no interfirieron
mayormente en la oxidación del cobalto+2 a cobalto+3, por la aplicación de
H2O2 [2], por otro lado, el exceso de rendimiento obtenido en los cálculos,
se puede explicar ya que al realizar la reacción, hubieron excesos de
ligandos agregados, los cuales favorecieron la producción de otros
productos (sales) tales como bicarbonato de amonio, esto se puede atribuir
a que, cuando se estaba pesando los cristales estos dieron como resultado
una masa de 16,17g en comparación con los 3,609 g teoricos, y en sus
características organolépticas ,además de su color purpura característico,
sobre los cristales, poseía un color blanquecino, lo cual podría ser un
reflejo visual de estas sales en la muestra ya filtrada de [Co(NH3)5Cl]Cl2
CONCLUSIÓN
Falta Se pudo sintetizar efectivamente, cloruro de pentaaminocloro
cobalto(III), de coloración purpura, cumpliendo el objetivo propuesto, pese
a que su rendimiento real fue alterado por la formación de sales, tales
como el carbonato de amonio.
Referencias
[1] Ira N. Levine (5 ed.) "Fisicoquímica" capítulo 1.
[2]. Gilbert , Castellan (2 ed.) "Fisicoquímica" capítulo 2.
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