Determinación De La Constante Universal De Los Gases R

Determinación de la constante universal de los gases R

OBJETIVO:

Determinar experimentalmente la constante universal de los gases R y el volumen molar del hidrógeno.

CUESTIONARIO PREVIO:

1. ¿Por qué la constante universal de los gases es representada por la letra R?

No se sabe con certeza. Históricamente se cree que es en honor al químico Regnault. Pero R pudo haber sido elegida arbitrariamente. La UIPAC (Unión Internacional de Química Pura Aplicada) acepta el uso de la letra R para denominar a la constante universal de los gases.

2. ¿Por qué R es llamada la constante universal de los gases?

Existe una constante física que relaciona varias funciones de estado, entre ellas la energía, la temperatura y la cantidad de moles de un gas. Esta constante es denominada constante universal de los gases ideales. Este valor constante es utilizado en la ecuación de estado de los gases ideales, que combina las leyes de Avogadro, de Gay Lussac y la ley de Charles. De la combinación de estas leyes, surge la ecuación general de los gases: PV=nRT

En esta fórmula está representada la presión (P) de un gas, su volumen (V), el número de moles (n) la constante universal de los gases (R) y la temperatura absoluta (T, en grados Kelvin).

De acuerdo con la hipótesis de Avogadro P= 1 atm; n=1 mol; T=273.15 K; V=22.1L

R=PV/nT=0.0820562 L atm mol^(-1) K^(-1)

3. Escribe la reacción balanceada entre el Mg y HCl. (productos)

Mg(s)+2HCl(aq) →Mg〖Cl〗_2 (aq)+H_2 (g)

4. Investiga los diferentes valores de la constante R en diferentes unidades.

8.31434 J mol^(-1) K^(-1)

8.31434 Pa m^3 〖 mol〗^(-1) K^(-1)

〖1.98717 cal mol〗^(-1) K^(-1)

〖1.98584 BTU lbmol〗^(-1) 〖ºR〗^(-1)

0.0820562 L atm mol^(-1) K^(-1)

82.0562 atm cm^3 mol^(-1) K^(-1)

〖10.7314 psia pie^(3 ) lbmol〗^(-1) 〖ºR〗^(-1)

5. Investiga la reactividad y toxicidad de los reactivos a utilizar.

HCl: RIESGOS PRINCIPALES PARA LA SALUD: Puede causar quemaduras a las vías respiratorias, piel, ojos y aparato digestivo. Puede causar daño permanente a la vista.

Mg: RIESGOS PRINCIPALES PARA LA SALUD: Irritación a la piel (El enrojecimiento, el descamarse y la comezón son características de la irritación de la piel) y a los ojos cuando se tiene contacto (La irritación a los ojos causará el lagrimeo y enrojecimiento). La inhalación causará la irritación a los pulmones y a la membrana mucosa.

PROBLEMA:

Manteniendo constantes, cantidad de materia (n), Presión (P) y Temperatura (T), obtener experimentalmente la constante universal de los gases R y el volumen molar a condiciones ambientales, a partir de la reacción de Mg y HCl para producir hidrógeno.

MATERIALES:

•1 Tubo de desprendimiento.

•1 Jeringa de 3 mL con aguja

•1 Tapón de #0

•2 Mangueras de látex (aprox. 50 cm)

•1 Bureta de 50 mL sin llave

•1 Termómetro (0.1 °C)

•1 Embudo de vidrio

•2 Pinzas para bureta

•1 Pinza de tres dedos

•3 soportes universales

•1 Pipeta Pasteur

•1 Tapón de #000

•1 Vaso de pp de 250 mL

•1 Vidrio de reloj

•Balanza digital

REACTIVOS:

•Ácido Clorhídrico 3 M (5 mL)

•Magnesio en tiras (3 aprox. 4 cm c/u)

•Acetona o etanol

VOLUMEN:

V1= 14.6 mL

V2= 37.2 mL

Volumen final= 22.3 mL = 0.0223 L

TEMPERATURA:

Temperatura= 23.2 °C + 273.15= 296.35 K

MASA:

M1= 0.0527 g

M2= 0.0364g

Masa final= 0.0163g

NÚMERO DE MOLES:

Para poder obtener el número de moles, primero tuvimos

que restar la masa inicial menos la masa final

mi-mf= 0.0364g-0.0527g=0.0163g

(0.0163gMg)((1mol Mg)/(24.305g Mg)) ((1 mol H₂)/(1 mol MG)) =

6.70 x 10-4 moles H₂

PRESIÓN:

Patm= 776mbar = 0.776 atm

PH₂O= 2.8104kPa= 0.0277atm H₂O

PH₂= Patm – PH₂O

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