“Determinación de la Masa Molecular Relativa de una sustancia volátil por el método de Víctor Meyer”

“Determinación de la Masa Molecular Relativa de una sustancia volátil

por el método de Víctor Meyer”

Asignatura: Química I

Objetivos:

• Conocer los fundamentos del método Victor Meyer, que permite determinar en forma aproximada la masa molecular relativa de una sustancia volátil.

• Saber aplicar la ley de las presiones parciales de Dalton al sistema formado por aire húmedo.

• Saber calcular la masa de un mol de una sustancia volátil a partir de los resultados experimentales, empleando la ecuación de estado de un gas ideal.

• Conocer las causas de error en la experiencia como qué errores son sistemáticos y cuales son accidentales.

Conocimientos previos requeridos

• Concepto de masa molecular relativa y de mol.

• Ley de las presiones parciales de Dalton.

• Ecuación del gas ideal. Limitaciones.

• Errores sistemáticos y accidentales.

Fundamentos

La determinación de la masa molecular relativa de una sustancia se emplea como criterio para decidir entre varias fórmulas posibles, cuál o cuáles podrían corresponder a esa sustancia.

El método de Victor Meyer consiste en vaporizar una sustancia conocida de una sustancia volátil. El vapor formado desplaza un volumen igual de aire en el recipiente donde se realiza la vaporización. Al ser iguales los volúmenes -de acuerdo con la hipótesis de Avogadro- también los son el número de moléculas y, por lo tanto, de moles. Es decir:

N= na donde:

N: números de moles de sustancia vaporizada

Na: números de moles de aire

El aire desplazado se recoge sobre el agua en una bureta.

Para medir el volumen de agua desplazada por el aire se iguala la presión dentro de la bureta con la atmosférica que esta aplicada sobre el agua del embudo abierto al aire.

Dentro de la bureta se tiene aire saturado de humedad, por lo tanto, presión de la misma, de acuerdo a la ley de las presiones parciales de Dalton es:

Patm = Pa + Pv H20

En la que:

Patm = presión atmosférica en el momento de realizar la experiencia.

Pa= Presión parcial del aire dentro de la bureta.

Pv H20: Presión de vapor del agua a temperatura medida e la bureta

La presión parcial de la bureta es:

Pa= Patm – PV H20

Teniendo en cuenta la ecuación del gas ideal y que el número de moles de la sustancia vaporizada es igual al cociente entre la masa (m) y la masa de un mol (M), se tiene que el valor de ésta última es:

M = m.R.T

(Patm – PvH20)V

En la que:

R= Constante universal de los gases ideales.

T=Temperatura absoluta del aire contenido en la bureta.

V=Volumen de agua desplazada en la bureta por un volumen igual de aire

Este método generalmente se emplea para determinar masas moleculares relativas de líquidos volátiles como el cloroformo, acetona, alcohol etílico y acetato de etilo.

En la experiencia se determinan las masas relativas del cloroformo y del acetato de etilo. Cuyo punto de ebullición son 61,26 ºC y 78ºC a presión atmosférica.

Material a emplear

-Balón de destilación de 250 cm3, con tubuladura lateral

-Vaso

de precipitado de 500cm3

-Pie universal

-Bureta de 50cm3

-Tubos de látex, embudo, tapón de goma, trípode, tela metálica y mechero.

-Termómetro de graduación mínima igual a 0.1 ºC.

-Pipeta de 0.1 o 0,2 cm3 graduada en 0,01 cm3.

-Ampollas de vidrio.

-Sensor de presión asociado a recolector de datos

-Cloroformo

-Arena

Esquema del equipo

Desarrollo del trabajo practico

1. Secar perfectamente el balón y la arena contenida en el, flameando la llama de un mechero.

2. Construir el equipo de acuerdo con el esquema.

3. Llenar la bureta con agua a través del embudo hasta la marca de 50 cm3 (o algo menos), nivelando el agua contenida en la bureta con la del embudo.

4. Calentar el agua del baño a ebullición.

5. A los 5 minutos o cuando se juzgue que todo el balón se ha termostatizado a la temperatura del baño, tapar el balón y nivelar. Tomar nota de la lectura en la bureta (lectura inicial).

6. Mediante una pipeta medir (al 0,01 cm3) entre 0,10 y 0,15 cm3 de cloroformo e introducir en una pequeña ampolla de vidrio.

7. 7-Sacar el tapón del balón, introducir rápidamente la ampolla y, tapar.

8. El cloroformo vaporizado desplaza el aire, el cual a su vez desplaza agua en la bureta. Mientras esto sucede, mover el embudo, de modo que ambos niveles coincidan todo el tiempo.

9. Cuando se observa que el nivel del agua en la bureta se estabiliza (deben desestimarse fluctuaciones de 0,2 cm3, que son inevitables) cerrar el robinete y luego destapar el balón y apagar el mechero. Tomar nota de la lectura en la bureta

(lectura final).

10. Medir la temperatura alrededor de la bureta, que será, con muy buena aproximación, la temperatura del aire contenida en la misma.

11. Tomar nota de la presión atmosférica con el Sensor conectado al Recolector de datos.

12. Separar el balón del equipo y secarlo con el mechero para eliminar restos de humedad y de cloroformo.

Presentación de los resultados:

1ª Prueba con cloroformo:

• Masa de cloroformo (m):

M = δCl3CH x V

M = 1,5 g/cm³ x 0,1 cm³ = 0,15g

Donde: V = Volumen del cloroformo introducido en la ampolla (cm³).

δCl3CH = Densidad del cloroformo (a 25ºC).

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