VOLUMEN VOLUMEN MOLAR DEL D EL OXIGENO I.
OBJETIVOS
Determinar el volumen molar del oxígeno en condiciones de laboratorio y en condiciones normales(CN) Estudiar la estequiometria de los gases, en la descomposicion del clorato de potasio, KCl !
II. II. INTRODUCCIÓN IÓN TEÓRICA El volumen molar es el ocupado por un mol de un gas ideal" Este volumen molar generalmente se da en condiciones normales, es decir #$! K y % atm de presion" En este experimento se determinara determinara el volumen molar del oxígeno en las condiciones de laboratorio y se calculara calculara luego su valor para las condiciones normales" El metodo a utili&ar para determinar el volumen molar del oxígeno consiste en generar cierta cantidad de oxígeno, por descomposicion termica del KCl!, pues cuando se calienta este producto, la pe pe rdida rdida de masa de la 'ase so so lida se debe exclusivamente al oxígeno desprendido" egu egu n la reaccio reaccio n El volumen de # se determina utili&ando el metodo de despla&amiento de agua" i se determina el volumen correspondiente a esta masa perdida podra deducirse de el el volumen que corresponde a !# gramos de oxígeno, esto es el volumen de un mol" Como el volumen de una muestra gaseosa varía cuando varían la temperatura y la presion, se deben medir estos valores y utili&arla para e'ectuar su reduccion a las condiciones normales, utili&ando las leyes de los gases, la cantidad de oxígeno producido y el volumen que ocupa" Volumen molar de un ga en !ond"!"one normale Es el volum olumeen ocup ocupaado por por un mol mol de cual cualqu quiier gas en cond condiicio ciones nes norm normaales" les" Experimentalmente, se *a podido comprobar que el volumen que ocupa un mol de cualquier gas ideal en condiciones normales (+resion % atmos'era, -emperatura #$!,%. K / 0C) es de ##,1 litros" Le# de lo gae general"$ada Como consecuencia de la *ipotesis de 2vogadro puede considerarse una generali&acion de la ley de los gases" Ca%al"$ador 3n catali&ador es una sustancia que modi4ica la velocidad de una reaccion quí mica sin experimentar un cambio quí mico" mico" 5a mayorí a de los catali&adores aceleran la reaccion, pero pocos la retardan, los catali&adores pueden ser so so lidos líquidos y gaseosos" -ipos de catali&adores Catali&adores positivos son aquellos que incrementan la velocidad de la reaccion" on qui&as los que mayor interes presentan debido a su gran uso" Catali&adores negativos tambien llamados in*ibidores, son aquellos que *acen disminuir la velocidad de reaccion" +oseen un interes especial para la industria de los alimentos, donde suelen venir utili&ados como aditivos, con la 4inalidad de impedir el deterioro preco& o que las reacciones alteren el producto alimentario" &undamen%o' 1
Cuando una muestra de clorato de potasio, KCl !, se descompone 'ormando cloruro potasico solido y oxigeno gaseoso, el clorato de potasio se descompone a 1// 0c, pero al agregar un catali&ador (6n #) E DEC6+NE 2 #$/0c aproximadamente" 5a reaccio n es Calor ()Cl* ++++++++ ( )Cl , *- ( MnO( Como los gases son di'í ciles de pesar en 'orma directa, el peso de oxigeno desprendido a partir de una muestra de clorato de potasio pesada se obtiene de 'orma indirecta" Calentando una muestra pesada de KCl ! se producen el desprendimiento del oxígeno y luego se pesa el cloruro de potasio que queda, en consecuencia
eo de O( /0eo de )ClO* 1 0eo de )Cl +ara la determinacion del volumen molar del oxí geno deben conocerse el volumen y la masa de oxigeno desprendido" El volumen debe medirse a la temperatura y presion del laboratorio, y por la ley combina de los gases se puede calcular el volumen en condiciones normales" El gas oxigeno se recibe por despla&amiento de agua, por consiguiente el volumen medio es una me&cla de oxígeno y vapor de agua" +or lo que, la presio n parcial del oxígeno, segu n la ley de Dalton es +o#+total 7+vapor de agua Donde +o# presio n parcial del # seco +total presio n atmos'e rica local (en el laboratorio) +vapor de agua presio n de vapor de agua a la temperatura ambiente
III.
MATERIALES 2 REACCTIVO 8aso precipitado -ermometro 6ec*ero de bunsen 9radilla -ubos de ensayo :e;illa +robeta 6anguerilla
2
IV.
ROSEDIMIENTO EXERIMEMTAL %" +esar un tubo de prueba vacío, limpio y seco" #" 2gregar aproximadamente /,% g de 6n # al tubo de prueba y pesar" !" 5uego agregar aproximadamente /,. g de cristales de KCl ! y agítese suavemente para me&clar y pesar nuevamente" 1" Dispo ngase el aparato como se indica en la 4igura" 2segu rese que todas las conexiones esten cerradas para que todo el gas producido en el tubo de prueba pase por la manguerilla, al recipiente colector (probeta invertida) ." Calentar el tubo de prueba con llama suave del mec*ero de bunsen" Cuando la me&cla solida se *aya 'undido, intensi4ique el calor durante unos minutos *asta que no se desprenda mas gas" 2pagar el mec*ero y de;ar que el tubo se en'rí e" =" 6edir el volumen del gas obtenido en la probeta" $" 6edir la temperatura del agua y la presio n barome trica" >" +esar el tubo de prueba con el residuo que contiene una me&cla de KCl y 6n#
Da%o # reul%ado e30er"men%ale
%" #" !" 1" ." =" $" >" A" %/"
6asa del tubo de prueba ??????????????????????"%>"> g 6asa del tubo @ 6n# (catali&ador)????????????????"%>"A g 6asa del tubo @ 6n# @ KCl!?????????""?????????""%A"1 g 6asa del tubo @ 6n# @ KCl (despue s del calentamiento)???? %A"%A g 6asa del KCl obtenido???????????????????????""" /"#Ag 6asa del oxígeno desprendido??????????????????? /"#%g 8olumen del oxígeno desprendido?????????????????"A#ml -emperatura ambiente???????????????????????""#/0c +resio n atmos'e rica en el laboratorio???????????????"".1>mmBg +resio n de vapor de agua a temperatura ambiente (de tablas)??%1"1mmBg
C4l!ulo' 5. De%erm"nar la 0re"6n 0ar!"al del o37geno. +o# +- 7 + vapor de agua +o# .1>mmBg 7 %$"..mmBg o( / 8*-.98mm:g/ -.;-a%m (. Cal!ular el 0ra!%"!o?. mo# mKClo! mKCl mo# /".g 7 /"#Ag mo( / -.(5g
no( / no( /
Ballando moles de oxigeno m PM 0.21 g 32 g / mol
no( / -.--@@mol
8o# 8o#
Ballamos el volumen molar del oxigeno vo 2 no 2 0.092 l 0.0066 mol
Vo( / 5*.9Lmol *. Cal!ular el %e6r"!o?. P 1 V 1 P 2 V 2 T 1 T 2 548 mmHgV 1 293 k
760 mmHgx 22.4 l / molg 273 K
V5 / 33.34 l / mol.g +++. Valor %e6r"!o 9. De%erm"nar el 0or!en%ae de error.
E E
Vteorico −Vpractico x 100 Vteorico 33.34 L / molg−13.94 L / mol.g x 100 33.34 L / molg
E / 8 8. De%erm"nar la maa # mole de !lora%o de 0o%a"o a 0ar%"r del
V / nRT .1>x/"/A#5 no# =1"1x #A!
no( / -.--(molg>o(?
n KCl! -.--(molg x
2 molgKCl 3 3 molg 0 2
n )Cl* / -.---5; molg)Cl* / 5.;35-19 molg)Cl* m)Cl*/ -.--(molg>o(?
2 molgKCl 3 3 molg 0 2
3
122 . 5 gKCl 3 1 molgKCl 3
m)Cl*/ -.(*g V.
CONCLUSIÓN
VI.
e determino el volumen molar del oxígeno en condiciones de laboratorio y en condiciones normales e pudo estudiar la estequiometria de los gases, en la descomposicio n del clorato de potasio, KCl!
RECOMENDACIONES
+ara obtener una respuesta mas verídica se recomienda utili&ar equipos de medida mas exactos como la balan&a analítica" En la solucio n de calculos siempre se debe tomar en cuenta las unidades de medicio n" +ara *acer pruebas de laboratorio manipular de 'orma correcta los instrumentos" 2ntes de iniciar los ensayos o experimentacio n revisar si los materiales esta n limpios y los equipos 'uncionan correctamente" Es de caracter obligatorio contar con los accesorios de proteccion del cuerpo para evitar accidentes que ma s adelante se puedan lamentar"
VII.
CUESTIONARIO' 5. Se re!oge o37geno gaeoo o=re agua a una %em0era%ura de (8 FC. S" la mue%ra re!ole!%ada %"ene una 0re"6n de ;9- %orr H!u4l e la 0re"6n 0ar!"al del o37geno en el re!"0"en%e S" la mue%ra de ga %"ene un
8 A."/ ml /"/A. l - #.0C #A>K + $1/torr
a. :allando la 0re"6n 0ar!"al del o3"geno
+o# +- 7 + vapor de agua +o# $1/torr 7#1torr +o# $%=torr /"A1#atm
=. Se ua la e!ua!"6n del ga "deal 0ara allar el nF de mole del o(
n#
PO 2 X V RT 0.0942 atm X 0.095 l
n#
n#
(
0.0821 l.
0.08949 24.47
)(
atm . k mol
mol
)
298 k
nO( / *.@@35-1*mol.o(
(. El magne"o rea!!"ona !on 4!"do !lor7dr"!o 0rodu!"endo "dr6geno gaeoo # !loruro de magne"o. El ga Kue e orma %"ene un en mm:g? del : ( HCu4n%o gramo de magne"o e u%"l"$aron en la rea!!"6n
Mg , (:Cl MgCl ( , :(
*. Una me$!la de 5;8 g de )ClO* # MnO( e !al"en%a a *--FC a%a la !om0le%a de!om0o"!"6n. De0u de enr"ar la me$!la 0ea 5( g.
#KCl!() #KCl() @ !#(g) %" +eso del catali&ador es /"%/g por la practica #" +eso de KCl! inicial es %"$. !" +eso de KCl! 4inal es %"#
a. HCu4n%o mole # gramo de O( e 0rodu!en en la de!om0o"!"6n O 3∗1 molKClO 3
%"
#"
1.75 gKCl
0.02 molO
122 gKClO 3
∗3 molO 2
2 molKClO 3 2∗32 gO 2 1 mplO 2
=0.6 g O2
= 0.02 molO 2
=. HCu4n%o mole # gramo de )ClO* e%4n 0reen%e en la mue%ra or"g"nal %" +eso del catali&ador es /"%/g por la practica #" +eso de KCl! inicial es %"$. !" +eso de KCl! 4inal es %"# 1.75 gKClO
3 ∗1 molKClO 3 122 gKClO 3
=0.01 molKCl O 3
!. Cal!ular el 0or!en%ae de )ClO* en la mue%ra or"g"nal. 1.75 gKClO 3 … … … … … … .. x 122 gKClO 3 … … … … … . .100
x =1.43
VIII.
BIBLIOGRA&A' 25CED F -: GCurso pra ctico de químicaH :EN"