Determinacion de masa molecular - Metodo Victor Meyer

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL Y SISTEMAS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL




INFORME DE LABORATORIO N° 2

FÍSICO QUÍMICA

Ciclo: 2016-B

DOCENTE:

ING. OSWALDO CAMASI PARIONA

TEMA:

“DETERMINACIÓN DE LA MASA MOLECULAR DE LÍQUIDOS VOLÁTILES (Método de Víctor Meyer)”

ALUMNOS:

                    GONZALES MATTA, SELENE

                    RODRIGUEZ VICENTE, PAUL

                    CALDERÓN RAMIREZ, ARTURO

LIMA - PERÚ

SETIEMBRE – 2016

DETERMINACIÓN DE LA MASA MOLECULAR DE LÍQUIDOS VOLÁTILES (MÉTODO DE VÍCTOR MEYER)

1. INTRODUCCIÓN

Partiendo de la ecuación general de los gases y reemplazando el número de moles de gas (n) por la relación entre la masa de gas (m) y su peso molecular (M), es decir, n = m / M, se obtiene:

   , en donde podemos despejar el peso molecular relativo: [pic 3]

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Esta expresión es el fundamento del método a utilizar en la práctica. El método de Victor Meyer (Ver anexos) se utiliza para sustancias líquidas o sólidas que pueden vaporizarse fácilmente. Se pesa una masa m de la sustancia y se coloca en el aparato de Victor Meyer, cuya construcción (explicada más adelante) permite que la sustancia se vaporice, desplazando una cantidad equivalente (en moles) de aire hacia un receptáculo externo, en el cual se mide el volumen V de aire desplazado a la temperatura externa T y la presión P. De esta manera se puede calcular el número de moles de aire desplazado que es igual al número de moles de la sustancia desconocida contenidos en la masa m, y, por lo tanto calcular el peso molecular de la sustancia desconocida.

Si, mediante un análisis elemental cuantitativo se determina la composición centesimal de la sustancia y la fórmula mínima, el peso molecular determinado por el método de Victor Meyer puede usarse para calcular la fórmula molecular (por ejemplo, si la fórmula mínima es CH y el peso molecular medido es aproximadamente 78 g/mol, puede concluirse que la fórmula molecular es C6H6).

La siguiente figura es un esquema del equipo modernizado.

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Introducción al equipo y al procedimiento operativo

El equipo contiene un tubo de vaporización A, contenido dentro de una camisa B aislada térmicamente (el aislante térmico no se muestra). El agua líquida (líquido calefactor) contenido en el fondo de la camisa es calentado por el mechero y sus vapores mantienen a temperatura constante todo el tubo calefactor. El refrigerante D condensa los vapores y retorna el líquido al interior de la camisa (reflujo). Lo primero que debe hacerse es poner en régimen el aparato. Para ello se enciende el mechero y se hace circular agua por el refrigerante, sin colocar el tapón E, ni la campana para gases F. Mientras el aparato alcanza una temperatura constante se introduce un tubo hasta el fondo del tubo de vaporización y se insufla aire para desalojar vapores que pudieran quedar de experimentos anteriores. Una vez puesto en régimen el aparato se colocan el tapón E y la campana para gases F.

MEDIDA: Una cantidad pesada del líquido cuyo peso molecular se desea medir, colocado dentro de una pequeña ampolla de vidrio con tapa, se introduce dentro del tubo de vaporización. Enseguida se coloca nuevamente el tapón E. Cuando la ampolla cae al fondo del tubo de vaporización el líquido se vaporiza rápidamente, destapando la ampolla y desplazando parte del aire que contenía el tubo de vaporización hacia la campana de gases. El volumen, la presión y la temperatura del aire desplazado se miden en la campana para gases, lo cual permite calcular el número de moles de aire desplazado, que es igual al número de moles que contenía la muestra de líquido. Conociendo la masa y el número de moles de la muestra de líquido se puede calcular el peso molecular del mismo, como se ha visto más arriba.

1. OBJETIVOS

• Determinar la densidad del vapor del líquido volátil a condiciones ambientales.
• Determinar la presión absoluta corregida para el vapor.
• Determinar la masa molecular del líquido volátil, empleando:

• La ecuación de estado de los gases ideales.
• La ecuación de estado de van der Waals.
• La ecuación de estado de Berthelot.
• La ecuación de estado de Dieterici.

• Determinar el porcentaje de error de cada ecuación de estado.

1. MARCO TEÓRICO

El método de Víctor Meyer es de los más frecuentemente empleados para determinar la densidad del vapor y pesos moleculares de sustancias en estado líquido y muy volátiles, por su sencillez y flexibilidad. Para el cálculo del peso molecular (M) se emplearan diversas ecuaciones de estado.

En física y química, una ecuación de estado es una ecuación constitutiva para sistemas hidrostáticos que describe el estado de agregación de la materia como una relación matemática entre la temperatura, la presión, el volumen, la densidad, la energía interna y posiblemente otras funciones de estado asociadas con la materia.

Las ecuaciones de estado son útiles para describir las propiedades de los fluidos, mezclas, sólidos o incluso del interior de las estrellas. Cada substancia o sistema hidrostático tiene una ecuación de estado característica dependiente de los niveles de energía moleculares y sus energías relativas, tal como se deduce de la mecánica estadística.

El uso más importante de una ecuación de estado es para predecir el estado de gases. Una de las ecuaciones de estado más simples para este propósito es la ecuación de estado del gas ideal, que es aproximable al comportamiento de los gases a bajas presiones y temperaturas mayores a la temperatura crítica.

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