¿Qué errores experimentales influyeron en tu determinación de R?

Reporte de la práctica 4. La constante de los gases ideales (R)

Cuestionario

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

Mg (s)+ 2HCl (ac)                             MgCl2 (s) + H2 (g)[pic 1]

Experimento 1

Mol que se tienen

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Mol que se necesitan[pic 4]

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Experimento 2

Mol que se tienen

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Mol que se necesitan[pic 12]

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1. ¿Qué errores experimentales influyeron en tu determinación de R?

Al adicionar solamente 0.5mL de HCl, al momento en el que este se consumió dejó de reaccionar el Mg y como es el reactivo que teníamos en exceso, no reaccionó completamente y por lo tanto, la producción de gas no fue tan efectiva y el volumen de agua en la bureta no disminuyó mucho más.

También pudimos observar que hubo una pequeña fuga de manera que se escapó parte del gas, pero en una mínima parte que, casi no fue observable.

Además, pudo haber influido una mala lectura tanto en el volumen del líquido en la bureta y la masa de Mg que se midió en la balanza. Y que la presión de vapor solo estaba para números enteros como 23°C, mientras que obtuvimos una temperatura de 23.3°C.

1. ¿Qué efectos tienen los siguientes errores experimentales en el cálculo del valor de R? Explica tus respuestas para cada inciso.

1. Parte del HCl no reaccionó con el Mg. En esta caso, el reactivo limitante fue el HCl, por lo tanto, el que no reaccionó por completo fue el Mg, pues se necesitaba una cantidad mayor de HCl para que el Mg reaccionara por completo.
2.  Hay un exceso de Mg en la reacción de generación del H2. Sí, el reactivo en exceso es el Mg, solo se necesitaban 0.018g de Mg para que reaccionara por completo con los 0.5mL de HCl, y sin embargo se tenía el doble.
3. La presión de vapor del agua no fue considerada en el cálculo del valor de R. Si fue considerada, por lo tanto, no lo podemos pensar como un error en el cálculo de R, más bien pudo haber sido que la presión de vapor solo está para números enteros de temperatura y no fraccionarios.
4. Parte del H2 escapó por el matraz. Esto tal vez pudo haber sucedido si no aseguramos bien con la cinta, y eso se vio reflejado en que el volumen del líquido en la bureta haya disminuido un poco, aunque podríamos decir que la si había fuga no era tan grande pues el volumen no nos disminuyó en más de 1mL.

1.  En muchas ocasiones es necesario utilizar la constante R en J/molK:

1. Usa la conversión de 1Latm= 101.27J, para obtener la constante en estas unidades

[pic 18]

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1. Calcula el %error del valor de R determinado en J/molK con el de la literatura

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1. Calcula el volumen por mol (volumen molar) a condiciones estándar (usa tu valor promedio experimental de R).

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1. Calcula el volumen molar (n/V) a las condiciones experimentales y compáralo con tus valores obtenidos a partir de la práctica.

Experimento 1

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Experimento 2

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Promedio

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El volumen molar que ocupa el H2 a temperatura de 273.15K y 1 atm, es de 22.4L, pero como nosotros estábamos a una presión menor y una temperatura mayor, el volumen molar obtenido experimentalmente excede el valor teórico que se debía de obtener, además de que la cantidad de sustancia también era mayor a  1 mol.

Análisis de resultados

Como se puede observar la constante que se obtuvo es de 0.078 Latm/molK, que es un valor menor al valor teórico de 0.082Latm/molK, esto se debió principalmente a que, la cantidad de Mg que se tenía en ambos casos no reaccionó por  completo con el HCl, ya que se tenía una menor cantidad de de la que se necesitaba, para asegurarnos de que todo el Mg hubiese reaccionado con el HCl se tenían que adicionar 0.85mL de HCl, o también haber colocado una cantidad menor de Mg, exactamente 0.018g, mientras se tenían una masa del doble. Así, la producción de H2 si fue efectiva, teniendo un rendimiento del 98%, pero, tuvimos una pequeña fuga del H2 que, no sabemos si fue al no sellar bien la conexión entre la bureta y la manguera o la manguera y el tubo de ensayo que contenía al Mg.

También pudo haber una variación debido a la presión de vapor que se tomó puesto que, en la tabla que se nos proporcionó las presiones solo son para temperaturas con valores enteros, como 23°C mientras que nuestra presión estaba alrededor de los 23.3°C, por lo tanto, tomamos en valor de presión de vapor a 23°C.

Tuvimos un % de error del 7.56% con una diferencia entre las constantes de 0.0064 unidades, lo que quiere decir que estuvimos muy cerca de obtener el valor teórico pero, también debemos de considerar que el experimento no se realizó en las mismas condiciones de, 1 atm y 273.15K.

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