Determinación De La Contante Universal De Los Gases

“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

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.

Esquema

Figura 1. Aparato Recolector de gases

Manejo de datos

Temperatura: 27.22 ̅°C y Presión: 574.6mmHg ó 0.756 atm.

Los productos de la reacción pueden desecharse directamente a la tarja, ya que solo tenemos Cloruro de Magnesio y agua.

Cálculos de práctica

Masa de la jeringa Volumen inicial Volumen final Masa de Mg muestra Masa de Mg recuperado

4.227g 8 mL 30.4mL 0.033g 0.016g

4.227g 8.4mL 29.7mL 0.050g 0.042g

a) Número de moles: m_1-m_2=m_reacción→0.033-0.016=0.017g((1mol de Mg)/24.305g)

=6.9944*〖10〗^(-4) mol Mg

Volumen: V_1-V_2=V_(H_2 )→8-30.4=22.4mL

Presión: P_atm=P_(H_2 O)+P_(H_2 )→P_(H_2 )=P_atm-P_(H_2 O)=0.755995atm

Temperatura: 27.22 ̅°C→300.372 ̅K pero dada nuestra ecuación de calibración del termómetro:

y=0.9925x+0.6419→(300.372)*(0.9925)+0.6419=298.7613 K

Reacción llevada a cabo:

Mg+2HCl→H_2+Mg〖Cl〗_2

0.017g de Mg((1 mol de Mg)/(24.305g ))((1 mol H_2)/(1 mol de Mg))=6.9944*〖10〗^(-4) moles de H_2

Dada la ecuación de Gas ideal;PV=nRT despejando R→

R=PV/nT=((0.755995)(0.0224L))/(6.9944*〖10〗^(-4) )(298.7613) [(atm*L)/(mol K)]=0.08103

b) Número de moles: m_1-m_2=m_reacción→0.050-0.033=0.017g((1mol de Mg)/24.305g)

=6.9944*〖10〗^(-4) mol Mg

Volumen: V_1-V_2=V_(H_2 )→8.4-31.1=22.7mL

Presión: P_atm=P_(H_2 O)+P_(H_2 )→P_(H_2 )=P_atm-P_(H_2 O)=0.755995atm

Temperatura: 27.22 ̅°C→300.372 ̅K pero dada nuestra ecuación de calibración del termómetro:

y=0.9925x+0.6419→(300.372)*(0.9925)+0.6419=298.7613 K

Reacción llevada a cabo:

Mg+2HCl→H_2+Mg〖Cl〗_2

0.018g de Mg((1 mol de Mg)/(24.305g ))((1 mol H_2)/(1 mol de Mg))=6.9944*〖10〗^(-4) moles de H_2

Dada la ecuación de Gas ideal;PV=nRT despejando R→

R=PV/nT=((0.755995)(0.0227L))/(6.9944*〖10〗^(-4) )(298.7613) [(atm*L)/(mol K)]=0.082124

Cuestionario

A partir de la ecuación balanceada, demuestra usando los cálculos apropiados, que el reactivo limitante en la reacción de formación del H2 es el HCl

Mg+2HCl→H_2+Mg〖Cl〗_2

0.017g Mg((1 mol Mg)/24.305g)((1 mol MgCl_2)/(1 mol Mg))((95.305 g)/(1 mol Mg〖Cl〗_2 ))=0.0666g de Mg〖Cl〗_2

0.017g Mg((1 mol Mg)/24.305g)((2 mol HCl )/(1 mol Mg))(36.5g/(1 mol HCl))=0.05106g de HCl

∴Por lo tanto el reactivo limitante es el HCl

¿Qué errores experimentales influyeron en tu determinación de R?

-No fueron en las condiciones estandarizadas.

-La lectura de la temperatura en el termómetro

¿Qué efectos tienen los siguientes errores experimentales en el cálculo del valor de R?

¿Se incrementa el valor de R?, ¿Decrece? ¿Se mantiene el valor? Explica tus respuestas para cada inciso.

Parte del HCl no reaccionó con el magnesio. Decrece el valor de R, ya que la masa del Mg aumenta y obviamente el número de moles.

Hay un exceso de Mg en la reacción de generación del H2. Decrece porque aumenta el número de moles del Mg y como la relación de Mg y H2 es 1-1, aumenta el número de moles del H2

La presión de vapor del agua no fue considerada en el cálculo de R. Aumenta el valor porque la presión del agua resta el valor de la presión atmosférica y la

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