LA NUEVA UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERIA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL[pic 1][pic 2]

UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERIA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS

ACADEMIA DE LABORATORIO DE  QUIMICA

                              QUIMICA APLICADA

PROFESOR.- PLANOS LOUREIRO ANTONIO

PRACTICA 3  “DENSIDAD DE UN GAS”

ALUMNOS.-

GUTIERREZ VELAZQUEZ ARMANDO

GARDUÑO PEREZ JOSE MARIO

        SECUENCIA: 1IV24        

OBJETIVOS

1.- Producir dióxido de carbono por reacción del bicarbonato de sodio con ácido clorhídrico.

2.- Determinar la densidad del dióxido de carbono en las condiciones en las que se desarrolla el experimento.

INTRODUCCION

La densidad (ρ) es una propiedad intensiva que se define como la masa por unidad de volumen y puede expresarse en kg/m3, g/cm3, g/L

ρ =  masa/ volumen = m/v

Para los gases o vapores que se comportan idealmente, su densidad se puede calcular a partir de la ecuación de gas ideal:

pV = nRT     si n= (m/PM) entonces pV = mRT/PM, arreglando términos m/v = pPM/RT o    ρ= p*PM/R*T

donde     ρ = densidad de un gas en g/m3

               p = presión del gas en Pa

            PM = peso molecular del gas en g/mol

               R = constante universal = 8,314 Pa*m3/mol*K

               T = temperatura de un gas en unidades kelvin

La densidad del gas esta en proporción directa a la presión y en proporción inversa a su temperatura.

Como un mol de cualquier gas ocupa 0,0224m3 (2,24 L) a 1,01325x105 Pa (1 atm) y 275,15 K (0ºC) es posible calcular la densidad se cualquier gas en estas condiciones (CNPT). Ver tabla No.1.

Tabla No. 1 Densidad (ρ) de algunos gases a CNPT 

Si se desea transformar el dato obtenido a otras condiciones de p y T será necesario establece la relación: [pic 3][pic 4]

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En esta práctica se genera dióxido de carbono por medio de la reacción entre el bicarbonato de sodio y el ácido clorhídrico NaHCO3 (S)+ HCl (AC)        NaCl + H2O(l)+ CO2 (g) y por desplazamiento de agua. La densidad del gas se determina por los procedimientos: [pic 10]

a) de manera directa por la relación  ρ= m/V

b) de manera indirecta por la relación ρ= pPM/RT

La ley de Dalton se ve aplicada en este experimento porque se establece el hecho de que la presión total en una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales. Cuando un gas se recibe al pasar por agua, se considera que esta húmedo y es necesario conocer la presión de vapor  que ejerce el agua en estas condiciones. Ver tabla No.2.

Tabla No. 2. Presión de vapor del agua a diferentes temperaturas.

DESARROLLO EXPERIMENTAL

1. Llenamos el vaso de precipitados con agua de la llave, poco antes del borde.

1. Introducimos la bureta para gases de tal manera que se llene con 70-72 mL de agua. Anote este dato.

1. Preparamos el matraz  de dos bocas soportado sobre un anillo y tela asbesto, sujetado al soporte con la pinza de 3 dedos.

1.  Conectamos la bureta al matraz con tapón y tubería látex. No colocamos el segundo tapón.

1.  Preparamos 20 mL de ácido clorhídrico (HCl) en una probeta corta o en un frasco gotero y adiciónelos al matraz de dos bocas.

1. Pesamos sobre el vidrio de reloj, un trozo pequeño de tableta efervescente de 0,20 a 0,24 g.

1. Agregamos el trozo de tableta al matraz y tapamos in mediatamente con el tapon del hule.

1. Mantuvimos la bureta para gases en posición vertical, de tal manera que el nivel de agua en su interior coincida con el nivel del agua en el vaso exterior, evitando así el factor de presión hidrostática.

1.  Una vez terminada la reacción, leimos el volumen ocupado por el gas y determinamos el volumen debido únicamente al desplazamiento por efecto de la reacción anotamos ese dato.
2.  Registre la temperatura del agua.
3.  Repetimos dos veces más todo el procedimiento experimental con objeto de seleccionar el mejor de los resultados. Nota: no se cambio el ácido del matraz, ya que este reactivo esta en exceso y sirve para efectuar la reacción con otros dos trozos de pastilla efervescente.

1.  Anote sus observaciones y registre algunas imágenes antes de desmontar el equipo.

1.  Desmontamos el equipo cuidadosamente.

1.  Colectamos los residuos de ácido en un vaso de 250 mL por grupo.

1. Antes de desecharlo, se neutraliza con hidróxido de sodio, agregando y agitando lentamente en presencia de unas gotas del indicador.

1.  El agua del vaso de 2L puede emplearse para efectos de lavado del material.

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SECUENCIA DE CÁLCULOS

1. Masa de bicarbonato de sodio que reacciona. Verifique la composición de la tableta y calcule el porcentaje en peso correspondiente al bicarbonato  de sodio. Es necesario pesar la tableta. Luego, calcule a masa del bicarbonato contenida en el trozo que utilizo para el experimento.  56.66 g
2. Masa de dióxido de carbono producido. De acuerdo con la reacción, se sabe que 1 mol de NaHCO3  porque un mol de CO2, entonces:

(0.2) x (.5666)= 0.1132           m/PM= 0.1132/44= 1.34x10-3

(PM) x (m)= (1.34x10-3) (44)= 0.059 g                       Masa de CO2 = 0.059 g

1. Presión parcial de CO2

Presión total= presión de CO2 + presión del vapor de agua

585 mmHg= pCO2 + p vapor H2O a la temperatura del experimento.

Lea el dato de presión de vapor de agua en la tabla No. 2 y calcule la presión del CO2

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