Practica 5 Termodinámica

Determinación de la constante universal de los gases R

Objetivos

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

Datos experimentales

Experimento 1

Inicial Final =

Volumen 8 ml 15.6 ml 7.6 ml

Masa 0.042 g 0.034 g 0.008 g

Temperatura 22.3 22.3 °C

Experimento 2

Inicial Final =

Volumen 7.3 ml 10.6 ml 10.3 ml

Masa 0.042 g 0.034 g 0.008 g

Temperatura 22.4 22.4 °C

Cálculos

Experimento 1

Volumen

V= 8 ml-15.6 ml = 7.6 ml

7.6 ml((1 L)/(1000 ml))=7.6x〖10〗^(-3) L

Masa y mol

m= 0.042 g – 0.034 g = 0.008 g

η=0.008 g ((1 mol Mg)/(24.312 g))= 3.29x〖10〗^(-4) mol

Temperatura

T = 22.3 + 273.15 K = 295.45 K

Presión

780 mbarr ((1 barr)/(1000 mbarr))((〖10〗^5 Pa)/(1 barr))((1 atm)/(1.013x〖10〗^(5 ) Pa))= 0.77 atm

2.6447 Kpa ((1000 Pa)/(1 Kpa))((1 atm)/(101325 Pa))= 0.026 atm

P_atm= P_(H₂O)+ P_(H₂)

P_(H₂ )= P_atm-P_(H₂O)

P = 0.77 atm – 0.026 = 0.74 atm

Calculo de R

R=PV/ηT

R=((0.74 atm)(7.6x〖10〗^(-3) L))/((3.29x〖10〗^(-4) mol)(295.45 K))=0.058(atm∙L)/(mol ∙K)

ηH₂ = ηMg

Volumen molar

V_(m=(VH_2)/η_(H₂) )

V_m= (0.0076 L)/(3.29x〖10〗^(.4) mol)=23.03 L⁄mol

Experimento 2

Volumen

V= 7.3 ml –17.6 ml = 10.3 ml

10.6 ml((1 L)/(1000 ml))=0.0103 L

Masa y mol

m= 0.042 g – 0.034 g = 0.008 g

η=0.008 g ((1 mol Mg)/(24.312 g))= 3.29x〖10〗^(-4) mol

Temperatura

T = 22.4 + 273.15 K = 295.55 K

Presión

780 mbarr ((1 barr)/(1000 mbarr))((〖10〗^5 Pa)/(1 barr))((1 atm)/(1.013x〖10〗^(5 ) Pa))= 0.77 atm

2.6447 Kpa ((1000 Pa)/(1 Kpa))((1 atm)/(101325 Pa))= 0.026 atm

P_atm= P_(H₂O)+ P_(H₂)

P_(H₂ )=P_atm-P_(H₂O)

P = 0.77 atm – 0.026 = 0.74 atm

Calculo de R

R=PV/ηT

R=((0.74 atm)(0.0103 L))/((3.29x〖10〗^(-4) mol)(295.55 K))=0.078(atm∙L)/(mol ∙K)

ηH₂ = ηMg

Volumen molar

V_(m=(VH_2)/η_(H₂) )

V_m= (0.0103 L)/(3.29x〖10〗^(.4) mol)=31.21 L⁄mol

Resultados

Presión (atm) Volumen (L) Temperatura (K) Mol R ((atm∙L)/(mol ∙K)) Volumen

Molar L⁄mol

Exp 1 0.74 7.6x〖10〗^(-3) 295.45 3.29x〖10〗^(-4) 0.058 23.03

...