Practica Determinación de la masa molar de un liquido volatil

Laboratorio de Termodinámica “Practica 5”

Grupo 33 Título de la practica: Determinación de la masa molar de un líquido volátil Fecha: 19/Septiembre/16 Nombre: Diego German Ramirez Aguilar

Manejo de datos Constante universal de los gases R = 0.082 L * atm/ mol * K

Datos Experimentales Masa jeringa sin líquido (g)

3.949 g

Masa jeringa con líquido (g)

4.064 g

Presión barométrica local (cmHg)

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Temperatura al cerrar el sistema (°C )

62.5 °C

Presión manométrica inicial (mmHg)

1 mmHg

Presión manométrica final (mmHg)

24 mmHg

Masa del matraz vacío (g)

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Masa del matraz con agua (g)

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Masa del agua en el matraz (g)

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a) En base a la última pregunta del cuestionario previo ¿Qué relación existe entre la masa molar y la presión parcial? Identifica que información se requiere para determinar la masa molar

Resolución al problema propuesto (anexar hoja de cálculos) 1. De acuerdo con el valor de masa molar obtenido y a los criterios investigados en la ficha técnica, dar respuesta al problema. 2. ¿Cuál es el porcentaje de error e rror con respecto a la masa molar de la sustancia propuesta?

Hoja de cálculos :

M = mRT / PV -3

Pinicial (P1) = 1 mmHg

1 mmHg ( 1 atm / 760 760 mmHg ) = 1.315 x 10  atm

Pfinal (P2) = 24 mmHg

24 mmHg ( 1 atm / 760 760 mmHg ) = 0.031 atm

Pparcial (P2 – (P2 – P1)  P1) = 0.030 atm T°Baño = 62.5 °C

62.5 + 273.15 =  335.65 K

Masa jeringa sin líquido (g) (m1) = 3.949 g

Masa jeringa con líquido (g) (m2) = 4.064 g Masa liquido volátil (m2 (m2 –  – m1)  m1) = 4.064 -3.949 = 0.11 g Volumen matraz matraz = 1 L (Teoricamente) 0.998 L (Experimentalmente) (Experimentalmente)

M = mRT / PV

*Masa molar considerando que el volumen del matraz es d e 1L exactamente

M = [ (0.11 g) (0.082 L atm/ mol K ) (335.65 K) ] / [ (0.030 atm) (1 L) ] M = (3.027 g) / (0.030 mol) = 100.9 g/mol *Masa molar considerando que el volumen del matraz es de 0.998L exactamente

M = [ (0.11 g) (0.082 L atm/ mol K ) (335.65 K) ] / [ (0.030 atm) (0.998 L) ] M = (3.027 g) / (0.029 mol) = 104.27 g/mol Porcentaje de error

*Valor teorico = Masa molar Cloroformo = 119.38 g/mol * % Error masa molar considerando que el volumen del matraz es de 1L exactamente

%Error = [ (119.38 g/mol  – 100.9 g/mol ) / 119.38 g/mol] X 100  = % 15.47

*% Error masa molar considerando que el volumen del matraz es de 0.998L exactamente

%Error = [ (119.38 g/mol  – 104.27 g/mol ) / 119.38 g/mol] X 100 = % 12.65

Reflexionar y responder 1. De acuerdo con el Manual de Física y Química CRC la composición en volumen de la atmósfera a tmósfera es la siguiente: 78.084% 78.084% de N2, 20.946% de O2, 0.934% de Ar y 0.033% 0.033% de CO2. Calcular las presiones parciales del nitrógeno y el oxígeno suponiendo que su comportamiento es ideal. *N2 = 78.084 g (1 mol / 28 g )  =2.788 mol O2=20.946 g (1 mol / 32 g )  = 0.655 mol Ar=0.934 g (1 mol / 40 g )  = 0.023 mol CO2=0.033 g (1 mol / 44 g )  = 0.00075 mol Mol total = 3.468 *Ptotal = (3.468 mol) (0.082 L *atm/ mol *K ) (298.15 K) / (1 L ) = 84.78 atm PO2 = mol O2 / mol total = (0.655 mol / 3.468 mol )  = 0.189 mol PO2 = (0.189) (84.78) = 16.02 atm PN2 = mol N2 / mol total = (2.788 mol / 3.468 mol ) = 0.804 mol PO2 = (0.804) (84.78) = 68.16 atm

2. Resolver los siguientes problemas: a) Se determina la masa molar de la nicotina mediante el método de Dumas. El matraz usado tiene una capacidad de 248 mL y la l a masa de la sustancia problema fue 0.904g. Al cerrar el matraz se registró una temperatura de 246 °C y una presión de 72.8 cmHg. ¿Cuál es el valor de la masa molar de la nicotina en g/mol? *T= 246 + 273.15 = 519.15 K P= (78 cmHg ) ( 10 mmHg / 1 cmHg ) ( 1 atm / 760 mmHg )  = 0.958 atm V= 0.248 L M= mRT / PV = (0.904 g ) (0.082 L *atm/ mol *K ) (519.15 K) / (0.950 atm) (0.248 L) = (38.48 g / 0.235 mol) = 163.74 g/mol

b) En un aparato de Víctor Meyer al evaporarse 0.110 g de un hidrocarburo puro se desplazaron 27 mL de aire medidos en una bureta de mercurio a 26.1 oC y 0.9776 atm de presión. ¿Cuál es la masa molar del hidrocarburo? hi drocarburo? * M= mRT / PV 102.262 g/mol M= (0.110 g ) (0.082 L *atm/ mol *K ) (299.25 K) / (0.9776 atm) (0.027 L) = 102.262

Aplicación del lenguaje termodinámico 1. En el experimento que se realizó, ¿cuál es el sistema antes y después de inyectar el líquido? *Antes de inyectar el líquido el sistema era el aire dentro del matraz de bola, después de inyectar el líquido el sistema fue el vapor de la sustancia

2. Antes de inyectar el líquido, ¿cuántos componentes tiene el sistema?, ¿cuáles son?, ¿qué componente se encuentra en mayor proporción? *Solo hay un componente y es el aire dentro del matraz de bola

3. Dibujar el instrumento de trabajo y señalar dónde se encuentra el sistema. *Se encuentra en el tubo que va conectado del matraz al manómetro

4. Después de inyectar el líquido, ¿cuántas fases presenta el sistema? *Solo una fase

5. ¿Qué tipo de paredes limitan el sistema? *Paredes rígidas y diatérmicas

6. ¿Cómo se clasifica el sistema antes y después de inyectar el líquido? *En los dos casos, el sistema es homogéneo y cerrado

7. ¿Cuáles son las variables termodinámicas que se modifican durante el experimento? *La presión, temperatura y volumen

8. ¿Cuáles son las variables termodinámicas que permanecen constantes? *La constante de los gases ideales

9. La masa molar se clasifica cla sifica como una propiedad  _Intensiva________________  _Intensiva_________________. _.

CONCLUSIONES: *Con los resultados obtenidos, no podemos concluir que líquido volátil utilizamos, pero se dedujo que fue el cloroformo. Con todo esto se muestra cómo se puede obtener la masa molar de un compuesto por medio de la experimentación, y al obtener la masa molar y determinar d eterminar cuál fue la sustancia problema podemos decir que se cumplió el objetivo de esta práctica.

BIBLIOGRAFÍA Tippens “Física Conceptos y Aplicaciones”, sexta edición, editorial McGraw

Hill. Manrique “Termodinámica”, tercera edición, editorial Alfaomega