EXP. N° 1: VOLUMEN MOLAR DE UN GAS

OBJETIVO

Determinar el volumen molar del gas hidrógeno H2(g) a C.N y en condiciones del laboratorio.

Hacer que la que reaccione completamente la muestra de magnesio, Mg(s).

Hallar el volumen muerto en la bureta.

Calcular el volumen de hidrógeno húmedo a condiciones del laboratorio.

Verificar que el volumen molar de un gas a condiciones normales (C.N) está definido.

MATERIALES

Probetas pequeña y grande

Vaso tubular

Soporte Universal

Pinzas del soporte de pie

Pipeta

Bureta

Cinta de magnesio 0.02gr.

Papel

10 ml de HCl (6M)

FUNDAMENTO TEORICO

TEORIA CINETICA DE LOS GASES: Supóngase que se introducen dos gases, exactamente a la misma temperatura y presión, en dos recipientes de volumen exactamente igual.

A determinada temperatura, las moléculas gaseosas a esa temperatura, tendrán la misma energía cinética media sin tener en cuenta su tamaño o masa. Las moléculas más pesadas viajarán con más lentitud, las más ligeras con mayor rapidez, pero la energía cinética tradicional media será igual para todas las moléculas. Si las energías cinéticas son iguales la diferencia de presión que ejercen los gases únicamente depende del número de moléculas de cada gas. Como ambos gases están a la misma presión, debe hacer igual número de moléculas en los dos recipientes.

LEY DE AVOGADRO: Según él, en 1911, considera que los elementos en fase gaseosa no están formados por átomos aislados, sino por moléculas que contienen generalmente átomos. Así el hidrógeno y el cloro están formados por moléculas de H2 Y Cl2. Según Avogadro, las moléculas ya sea de elementos o de compuestos, son las que están asociadas a un volumen constante es decir, que Avogadro propuso que “en las mismas condiciones de presión y temperatura volúmenes iguales de gases diferentes contienen el mismo número de moléculas”. Este enunciado se conoce como el Principio de Avogadro, Avogadro concluyó que, si una molécula de cloro es combinada siempre con una molécula de hidrógeno, iguales volúmenes de gases debían contener el mismo número de moléculas.

Sean n el número de moles de un gas y V el volumen. Entonces para dos gases en condiciones semejantes el principio de Avogadro establece que si V1 = V2 entonces n1 = n2 también si el número de moles de dos gases es igual en condiciones semejantes, entonces sus volúmenes serán iguales.

De esto se concluye que 1 mol de cualquier gas a CN ocupa el mismo volumen que 1 mol de cualquier otro gas a TPN.

PRESIÓN DE UN GAS: Los gases ejercen presión sobre cualquier superficie con la que entren en contacto debido a que las moléculas gaseosas están en constante movimientos. Los humanos nos hemos adaptado fisiológicamente tan bien a la presión del aire que nos rodea que prácticamente no nos percatamos de su existencia, quizás como los peces son inconscientes de la presión del agua sobre ellos.

DIAGRAMA DE FLUJO

Llenar la probeta grande con agua y ponerla dentro del vaso de precipitado.

Fijar la bureta con las pinzas y determinar volumen muerto.

Con la probeta pequeña mida 10 ml de HCl 6M y echarlo en la bureta y luego enrasarlo con agua.

Colocar la cinta de magnesio en forma de U en la boca de la bureta.

Coloque inmediatamente el disco de papel y presione con el dedo.

Voltee la bureta en introdúzcala en la probeta con agua; observe la reacción y determine el volumen del H2.

DATOS EXPERIMENTALES

Masa de la cinta de magnesio: 0,012 g

Volumen muerto de la bureta: 2,5 ml

Hallando “n” de H2

Rxn: Mg(s) + 2HCl(ac) MgCl2(ac) + H2(g)

24,3 g Mg 1 mol de H2

0.02 g Mg n H2

n H2 =0.02/24.3 = 8.23 x 10 -4

Hallando Volumen de H2

Usamos ecuación general de los gases:

(P1×V1)/T1=(P2×V2)/T2

Donde:

P1= P gas seco = 752 mmHg – 23,5 mmHg = 728,5 mmHg

V1= V. muerto + V. graduado =2,5 ml + 17 ml =19.5 ml

T1 = 273 +25 = 298 Temp. de Laboratorio

P2 = 760 mmHg y T2=273

(728.5×19.5 m l)/298=(760×V2)/273

V2 = 0.01711 Litros

Volumen Molar Practico: V2 / N H2 = 0.01711/ 8.23 x 10 -4 = 20.789 L/mol

= 26,326 L/mol

Volumen Molar Teórico: 22,38 L/mol

c) % Error = (26.326-22.38)/22.38 x 100 = 7.109%

CONCLUSIONES

El volumen molar del hidrógeno se obtiene del volumen entre el número de moles.

El volumen de hidrógeno es igual al volumen medido en la bureta y el volumen muerto.

De la reacción química entre Mg(s) y HCl se forma el cloruro de magnesio (MgCl2) y el gas hidrógeno (H2(g)).

El volumen molar del gas hidrógeno a C.N. es definido (22.38 l).

RECOMENDACIONES

Se recomienda que la bureta se utilizada delicadamente para no romperla.

Se recomienda que al momento de invertir la bureta sea rápido para que no se salga el Mg de la bureta y colocar un papel adecuado con el orifico del tubo.

Cerrar bien la llave de la bureta para que no haya fuga de gas.

Se debe tratar con cuidado el HCl para no tener accidentes.

EXP. N° 2: LEY DE DIFUSION GASESOSA DE GRAHAM

OBJETIVO

Comprobar la ley que dio a conocer Thomas Graham, “A las mismas condiciones de presión y temperatura las velocidades de efusión y difusión de dos gases son inversamente proporcionales a la raíz cuadrada de sus pesos moleculares o de sus densidades.

Controlar el tiempo desde que son expuestos los reactivos hasta que se forme el anillo blanco de cloruro de amonio (NH4Cl).

Medir a partir de un extremo la distancia a la que se formó el anillo.

MATERIALES

Tubo de vidrio

2 tapones

Algodón

Goteros

Regla

Balanza.

Ácido clorhídrico

Hidróxido de Amonio

FUNDAMENTO TEORICO

DIFUSIÓN: La difusión, es decir, la mezcla gradual de las moléculas de un gas con moléculas de otro en virtud de sus propiedades cinéticas, constituye una demostración directa del movimiento al azar de las moléculas. A pesar del hecho de que las velocidades moleculares son muy grandes el proceso de difusión en sí mismo requiere un periodo relativamente largo de tiempo para completarse, así, la difusión de los gases siempre ocurre en forma gradual y no en forma instantánea, como parecieran sugerir las velocidades moleculares. Además, dado que la raíz de la velocidad cuadrática media de un gas ligero es mayor que la de un gas más pesado, un gas más ligero se difundirá a través de un cierto espacio más rápido que uno más pesado.

En el estado gaseoso, las moléculas se encuentran alejadas, se desplazan o mueven más rápidamente que en el estado líquido y ocupan el volumen total del recipiente que las contiene.

Las interacciones entre las partículas son muy débiles.

Los gases a diferencia de los sólidos se difunden, se esparcen o dispersan con mucha rapidez. Se puede describir el fenómeno de “difusión” como la tendencia mostrada por cualquier sustancia para extenderse del espacio aprovechable que para ello dispone. Tratándose de los gases se aplica apropiadamente el término a la capacidad de las moléculas gaseosas para pasar a través de aberturas pequeñas, tales como paredes porosas de globos, de cerámica o porcelana que no se halle vidriada, en cuyos clavos se denomina “efusión” pero cuando el movimiento de las moléculas de un gas se realiza a través de otras clases de gases o entre dos gases uno hacia el otro se denomina propiamente “difusión”.

Basándose en la teoría cinética molecular, es evidente que al aumentar la temperatura de un gas se aumentará la rapidez de difusión o efusión, debido de que al aumentar la temperatura se aumenta la velocidad de las moléculas, predicándose así, un número mayor de impactos en las paredes del recipiente en una unidad de tiempo determinada. También resulta evidente que aumentando la presión de un gas se producen más impactos sobre las paredes del recipiente, aumentando su velocidad de difusión.

Tanto la difusión como la efusión, se describen cuantitativamente por la Ley de Graham, que establece “que a una determinada temperatura, las velocidades de difusión o fusión de dos gases son inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus pesos moleculares o densidades”, y se expresa así:

V1 y V2 : Velocidades de difusión de los gases 1 y 2

M1 M2: Masas molares de los gases 1 y 2.

Nota: Para volúmenes iguales es Vol1=Vol2

P: Densidad

Reemplazando

EFUSIÓN: Es el proceso mediante el cual un gas bajo presión escapa de un compartimiento de un recipiente a otro pasando a través de una pequeña abertura. A pesar de que la efusión difiere de la difusión en naturaleza, la velocidad de efusión de un gas está también dada por la ley de la difusión de Graham .

DIAGRAMA DE FLUJO

Introducir algodón en la oquedad de cada tapón de jebe.

Agregar 4

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