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• Priscila Saavedra

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• Física Aplicada e Interdisciplinaria

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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMON FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA DEPTO- QUIMICA

LABORATORIO DE FISICOQUIMICA DETERNINACION DE PESO MOLECULARY DENSIDAD DE UNA SUSTANCIA VOLATIL

ESTUDIANTE:

BEATRIZ FRANCO SOTO

DOCENTE:

DR. BERNARDO LOPEZ

CARRERA:

ING. INDUSTRIAL

SIS:

200903897

CBBA-BOLIVIA DETERNINACION DE DENSIDAD Y PESO MOLECULAR DE UNA SUSTANCIA VOLATIL Objetivo gral.: Determinar el peso molecular del cloroformo a partir de su densidad en estado gaseoso Objetivos específicos: Determinar la densidad del cloroformo en estado gaseoso Determinar el peso molecular del cloroformo por método de Dumas Determinar el peso molecular del cloroformo por método de Victor Meyer 2) MARCO TEÓRICO: El estado gaseoso es un estado disperso de la materia, es decir que las moléculas del gas están separadas por distancias mucho mas que el tamaño de si mismo, el volumen ocupado por el gas depende de la presión , temperatura y el numero de moles. Las propiedades de la materia en estado gaseoso son: •

Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene. Un gas, al cambiar de recipiente, se expande o se comprime, de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente.

•

Se dejan comprimir fácilmente. Al existir espacios intermoleculares, las moléculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen, cuando aplicamos una presión.

•

Se difunden fácilmente. Al no existir fuerza de atracción intermolecular entre sus partículas, los gases se esparcen en forma espontánea. Gases ideales

Según la teoría atómica las moléculas pueden tener o no ciertos movimientos en el espacio; las moléculas de un gas se mueven aleatoriamente y solo están limitadas por las paredes que lo contiene el recipiente, tiene dos variables.:

Presión barométrica: presión ejercida por la atmosfera de la tierra en un punto dado igual a la presión ejercida por una columna de mercurio Presión manométrica: la presión que registra un dispositivo de medición de la presión en exeso de la atmosfera. Temperatura crítica: Es la máxima temperatura a la cual es posible licuar un gas sometido a cualquier cantidad de presión. Presión crítica: Es la presión requerida para licuar un gas estando en su temperatura crítica. Volumen crítico: Es el volumen ocupado por un mol de gas estando en la temperatura y presión críticas. Existen diferencias entre los gases reales e ideales que son: •

Para un gas ideal la variable “z” siempre vale uno, en cambio para un gas real, “z” tiene que valer diferente que uno.

•

La ecuación de estado para un gas ideal, prescinde de la variable “z” ya que esta para un gas ideal, vale uno.

•

La ecuación de vander Waals se diferencia de las de los gases ideales por la presencia de dos términos de corrección; uno corrige el volumen, el otro modifica la presión.

•

Los gases reales, a presiones y temperaturas cercanas a las ambientales, actúan como si fueran gases ideales. La humedad relativa es la humedad que contiene una masa de aire, en relación con la máxima humedad absoluta que podría admitir sin producirse condensación, conservando las mismas condiciones de temperatura y presión atmosférica. Es la humedad relativa de la mezcla de aire que se está considerando. El punto de rocío es la temperatura a la que empieza a condensarse el vapor de agua contenido en el aire, produciendo rocío, neblina. La carta Psicométrica representa las propiedades termodinámicas del aire húmedo. El punto de referencia es arbitrario. Una carta con las coordenadas de Entalpía (i) y Humedad Absoluta permite resolver gráficamente muchos problemas del aire húmedo con una aproximación aceptable. 3) DESARROLLO EXPERIMENTAL: Materiales y Reactivos

 Balón de vidrio  Bureta  Micro tubo  Horno eléctrico  Balanza analítica  Pipeta  Mechero  Manómetro  Escobillas  Secador o toalla  Termómetro  Cloroformo  Agua destilada Desarrollo Experimental: Método de Dumas •

Se peso el balón Dumas.

•

Se introdujo aproximadamente 0.5ml de cloroformo (sustancia volátil).

•

Se sumergió el balón en un baño de agua, calentando el mismo hasta la ebullición, dejando que el cloroformo se evapore.

•

Se sello rápidamente la punta del capilar de Dumas con ayuda de un mechero.

•

Se registro la temperatura del baño de agua.

•

Se saco el balón del baño de agua, para secarlo, dejarlo enfriar y así poder pesarlo.

•

Se rompió la punta del capilar, se enjuago con agua destilada; se lleno el balón con agua destilada y eso el balón.

•

Se registro la temperatura del agua destilada para obtener luego de tablas su correspondiente densidad.

•

Con las masas anteriores se calculo la masa del agua.

•

Con la masa y la densidad del agua se obtuvo su volumen que es igual al volumen tanto del aire como del cloroformo gaseoso.

•

Con los datos de presión barométrica, temperatura ambiente y humedad relativa, se logro obtener mediante tablas y diagramas, la densidad del aire y la presión corregida.

•

Con la densidad y el volumen del aire, se obtuvo la masa del aire.

•

Se calculo la densidad del cloroformo.

•

Se calculo la densidad de la muestra y también se calculo el peso molecular del cloroformo a través de la ecuación de Berthelot. Método de Victor Meyer

• Se monto el aparato de Victor Meyer. • Se introdujo agua destilada en el manómetro e igualo los niveles de agua. • Se introdujo agua en el tubo externo de Victor Meyer y se calentó a ebullición. • Se peso un micro tubo con su tapón. • Se introdujo cloroformo en el micro tubo hasta aproximadamente una tercera parte de su volumen y peso. • Con los datos anteriores se obtuvo la masa del cloroformo. • Una vez que el agua del tubo externo de Victor Meyer este hirviendo, se introdujo el micro tubo en la cámara de vaporización y se tapo rápidamente. • Se observo el desplazamiento del volumen de aire en la bureta y se midió el volumen del aire desplazado que es igual al volumen de vapor del cloroformo. • Se registro la temperatura del sistema. • Se calculo la densidad de la muestra de cloroformo. • Se calculo el peso molecular del cloroformo a través de la ecuación de Berthelot.

3) PROCEDIMIENTO: Material y Reactivos  Balón de vidrio  Bureta  Micro tubo  Horno eléctrico  Balanza analítica  Pinza  Pipeta  Mechero  Manómetro  Escobillas  Secador o toalla  Termómetro  Cloroformo  Agua destilada Desarrollo Experimental 4) DATOS, CALCULOS Y RESULTADOS: Método de Dumas Datos m1 = mb +maire = 68.51 [g]

mH2O=m3 -m1 = 198.72 - 68.51gr

m2 = mb +mCHCL3 = 69.01 [g]

mH2O = 130.21[g]

m3 = mb +mH2O = 198.72 [g]

ρH2O (25 ⁰C) = 997.05[g/l]

T CHCL3 = 92⁰C

VH2O = = =0.1306[l]

Tamb =23⁰C

VH2O = Vaire = V CHCL3

%H = 55% Patm = 756 [HPa] = 567.05[mmHg] De la carta psicométrica se obtiene:

De la tabla 1 con Trocio se tiene:

Trocio = 16⁰C a Tamb =23⁰C y %H = 55%

f1 = 1.1925[g/l]

Con Trocio se obtiene:

Pc = Patm – Pc = PCHCL3

F2= 5.16[mmHg]

Pc=567.0.5–5.16 = 561.89[mmHg]

Con Pc de la tabla 3 se tiene: F3 = 0.7479 ρaire = f1 * f3 = 0.8834 g/l

maire = ρaire * Vaire

maire = 0.1148[g] mCHCL3 = m2 –mb = 0.50+0.1148 mCHCL3 = 0.6148[g] ρCHCL3 = = = 4.705g/l]

V CHCL3 =130.21[ml] Tc =536.4⁰C

PMCHCL3 = =191.033 gr/mol

Pc =54 [atm]

Fc”= Reemplazando datos : Fc”=0.9984

%E =

PMCHCL3 = 191.033[g/mol ]

%E = = 60.5%

PMCHCL3 = 119.4[g/mol ](teorica)

Método de Victor Meyer

Datos m1 = mtubo =0.1803[g]

mCHCL3 = m2 –m1 =0.4493 – 0.173

m2 = mtubo + mCHCL3 =0.2185 [g]

mCHCL3 = 0.0382[g]

Patm = 756 [HPa] = 767.05[mmhg]

PCHCL3 = Patm +ρ g h1

rmano = 0.6 [cm] h1 = 16 cm

PCHCL3=767.05[mmhg]

h2 = 16[cm] T CHCL3 = 68 ⁰C

V CHCL3 =π* (rmano )2*h2 = π*0.62*16

V CHCL3 =0.00452[l] ρCHCL3 = = Fc = Fc = gr/mol

ρCHCL3 = =8.44[g/l] PMCHCL3 = 0.998

%E =

PMCHCL3

=319.05

%E= %E =100.5%

5) CONCLUSIONES: •

Se concluye que todos los métodos existentes para la obtención del peso molecular y la densidad de una sustancia volátil, solo pueden otorgarnos un valor muy aproximado a lo es el valor real

•

Se concluye que el método que resulto ser mas exacto para hallar los parámetros buscados fue el método de Dumas con un porcentaje de error de 60 % mucho menor al porcentaje de error del método de Victor Meyer que sobrepasaba el 100%.

•

Se concluye que el error en el método de Dumas pudo deberse a que al momento de romper el capilar de Dumas, lograron desprenderse pequeñas partículas de vidrio, haciendo variar el peso del balón.

•

Se concluye que el error en el método de Victor Meyer pudo deberse a que en el momento que el cloroformo gaseoso se expandía hacia el manómetro hubo una cierta escape del gas en la parte de la conexión del manómetro con el equipo de Victor Meyer.

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