VOLUMEN MOLAR DEL GAS NITROGENO

VOLUMEN MOLAR DEL GAS NITROGENO

Molar Volume Of Gas Nitrogen

Luz Andrea Cruzado Escobar-IIICiclo

 Facultad de Ingeniería Química, Universidad Nacional de Trujillo. Av. Juan Pablo II   s/n – Ciudad Universitaria, Trujillo, Perú.

RESUMEN

En esta práctica de laboratorio se llevara a cabo la realización y explicación de cómo conocer y calcular el volumen molar del gas nitrógeno, en este caso el experimento se hará con una cantidad conocida de gas nitrógeno  recogido bajo condiciones conocidas de temperatura y presión formada por la reacción de una cantidad conocida de nitrito de sodio disuelto con un exceso de acido sulfúrico (ácido amidosulfónico). La reacción es cuantitativa según la ecuación  HNO2(ac)  +  NH2SO3(ac)-    ------->  N2(g )+  HSO4(ac)-  +  H2O(l)   . Para este experimento se utiliza un aparato para recoger gases que consta de una bureta, vaso de reacción, tapón, etc. Luego se determina el número de moles y el volumen molar a través de la cantidad de nitrito de sodio tomado y de la estequiometria de la reacción.

Palabras clave: reacción; nitrógeno; volumen molar; gas; nivelación.

ABSTRACT

In this laboratory practice the realization and explanation of how to know and calculate the molar volume of nitrogen gas will be carried out, in this case the experiment will be done with a known quantity of nitrogen gas collected under known conditions of temperature and pressure formed by the reaction of a known amount of dissolved sodium nitrite with an excess of sulfuric acid (amidosulfonic acid). The reaction is quantitative according to the equation HNO2 (ac) + NH2SO3 (ac) - -------> N2 (g) + HSO4 (ac) - + H2O (l). For this experiment an apparatus for collecting gases is used, consisting of a burette, reaction vessel, stopper, etc. Then the number of moles and the molar volume are determined by the amount of sodium nitrite taken and the stoichiometry of the reaction.

Keywords: reaction; nitrogen; molar volume; gas; leveling.

INTRODUCCIÓN

El acido sulfamico es un acido moderadamente fuerte y, a menos que la solución sea bastante acida, existe en solución acuosa predominantemente como el anión sufamato, NH2SO3, con el hidrogeno del grupo hidróxido ionizado. Por otro lado, el acido nitroso es un acido relativamente débil. En solución ácida el anión nitrito del nitrito de sodio disuelto está presente abundantemente como acido nitroso no disociado, HNO2. La reacción entre el acido nitroso y el ion sulfamato es rápida y completa en solución acida.

VOLUMEN MOLAR

El volumen molar es el espacio ocupado por un mol de una sustancia. Este término es utilizado en el campo de la química para determinar en el volumen molecular reflejado en metros cúbicos por mol (m3 x mol-1). Un mol es la unidad contemplada por el Sistema Internacional de Unidades que permite medir y expresar a una determinada cantidad de sustancia. El volumen molar de un gas ideal en condiciones normales (1 atmósfera de presión y 0°C de temperatura) es igual a 22,4 litros/mol. El volumen molar puede ser calculado en sustancias en estados líquidos, sólidos y gaseosos.

La fórmula química para calcular el volumen es 

V= M/D

En el caso del volumen molar hay que tomar en cuenta si estas sustancias son mezclas de elementos gaseosos o no gaseosos.

En sustancias gaseosas la formula es

Vm= V/N

Donde V es el Volumen y N es igual al número mol /gramo.

Es importante recordar que para calcular N la fórmula es 

N= m/M

Donde m es igual al peso de la muestra y M es su masa molecular. Otra forma de calcular N es con la fórmula

N= n° de moléculas / Na

.Donde Na es el número Avogadro que es igual a 6,02 x 1023

En mezclas o sustancias no gaseosas se calculan con la fórmula de Vm= M (masa expresada en moles) / D (densidad expresada en cm3)

MATERIAL Y MÉTODOS

MATERIALES

• Vaso de reacción con brazo lateral de capacidad de 20 cm3.
• Tapón
• Agitador magnético
• Barra de agitación
• Bureta de 50 cm3  

PROCEDIMIENTO

Para llevar a cabo la reacción:

• Ajuste el tubo de nivelación para igualar el nivel de agua con la de la bureta gas a fin de el aire atrapado en el vaso de reacción este a la presión atmosférica. Lea la bureta de gas. Utilice el agitador magnético para mover suavemente la solución de acido sulfámico en el vaso de reacción. Luego, utilizando la jeringa calibrada inyecte exactamente 10 cm3 de la solución de acido NaNO2 a través del tapón del vaso de reacción que contiene a la solución del acido sulfámico.

• Agregue la solución de NaNO2 lentamente por un periodo de tiempo de 5 minutos. Mientras que la reacción proceda siga continuamente ajustando el tubo de nivelación hacia abajo para mantener la presión atmosférica dentro del sistema. Espere de 10 a15 minutos después que toda la solución de NaNO2 haya sido agregada.

• Ajuste el tubo de nivelación para igualar el nivel del agua con la de la bureta de gas, y lea la bureta de gas.

CALCULOS

Registre la presión atmosférica y la temperatura ambiente.

Calcule el volumen de gas N2 producido recordando corregir el volumen de la solución de NaNO2 agregada al vaso de reacción.

De la masa de NaNO2 tomado de la estequiometria de la reacción, calcule el número de moles n de N2 producido.

Determine el volumen molar Vm de N2 a temperatura y presión del experimento.

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