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• Héctor Mendoza Huarcaya

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Química General 2015-III

LABORATORIO Nº 3 VOLUMEN MOLAR I.

OBJETIVOS Obtener oxígeno a partir de la descomposición del Clorato de potasio (KClO3) en presencia de dióxido de manganeso MnO2 (catalizador). Determinar el volumen molar teórico y experimental del oxígeno producido.

II. FUNDAMENTO TEÓRICO El volumen molar es el ocupado por un mol de un gas ideal. Este volumen molar generalmente se da en condiciones normales, es decir 273 K y 1 atm de presión. En este experimento se determinará el volumen molar del oxígeno en las condiciones de laboratorio y se calculará luego su valor para las condiciones normales. El método a utilizar para determinar el volumen molar del oxígeno consiste en generar cierta cantidad de oxígeno, por descomposición térmica del KClO3, pues cuando se calienta este producto, la pérdida de masa de la fase sólida se debe exclusivamente al oxígeno desprendido. Según la reacción: 2KClO3

2KCl + 3O2

El volumen de O2 se determina utilizando el método de desplazamiento de agua. Si se determina el volumen correspondiente a esta masa perdida podrá deducirse de él el volumen que corresponde a 32 gramos de oxígeno, esto es el volumen de una mol. Como el volumen de una muestra gaseosa varía cuando varían la temperatura y la presión, se deben medir estos valores y utilizarla para efectuar su reducción a las condiciones normales, utilizando las leyes de los gases, la cantidad de oxígeno producido y el volumen que ocupa.

VOLUMEN MOLAR DE UN GAS EN CONDICIONES NORMALES Es el volumen ocupado por un mol de cualquier gas en condiciones normales. Experimentalmente, se ha podido comprobar que el volumen que ocupa un mol de cualquier gas ideal en condiciones normales (Presión = 1 atmósfera, Temperatura = 273,15 K = 0 °C) es de 22,4 litros. LEY DE LOS GASES GENERALIZADA Como consecuencia de la hipótesis de Avogadro puede considerarse una generalización de la ley de los gases.

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Química General 2015-III .

= . .

CATALIZADOR Un catalizador es una sustancia que modifica la velocidad de una reacción química sin experimentar un cambio químico. La mayoría de los catalizadores aceleran la reacción, pero pocos la retardan, los catalizadores pueden ser sólidos líquidos y gaseosos. Tipos de catalizadores: Catalizadores positivos: son aquellos que incrementan la velocidad de la reacción. Son quizás los que mayor interés presentan debido a su gran uso. Catalizadores negativos: también llamados inhibidores, son aquellos que hacen disminuir la velocidad de reacción. Poseen un interés especial para la industria de los alimentos, donde suelen venir utilizados como aditivos, con la finalidad de impedir el deterioro precoz o que las reacciones alteren el producto alimentario. PRESION DE VAPOR DE AGUA La presión de vapor es la presión de la fase gaseosa o vapor de un sólido o un líquido sobre la fase líquida, para una temperatura determinada, en la que la fase líquida y el vapor se encuentra en equilibrio dinámico; su valor es independiente de las cantidades de líquido y vapor presentes mientras existan ambas. PRESION DE VAPOR DE H2O vs TEMPERATURA TABLA N°1 T (ºC)

P(mmHg)

T (ºC)

P (mmHg)

19

16.5

24

22.4

20

17.5

25

23.8

21

18.7

26

25.2

22

19.8

27

26.7

23

21.1

28

26.4

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Química General 2015-III III. PARTE EXPERIMENTAL a) Materiales y Equipos: Pinza para tubo de ensayo. Tubo de ensayo. Recipiente de plástico. Probeta Tapón mono horadado para tubo de ensayo. Manguera de conexión para tapón mono horadado. Mechero de Bunsen. Soporte universal con pinza nuez. Gradilla de madera. Balanza electrónica. b) Reactivos: -

- Clorato de Potasio - Dióxido de Manganeso

c) Procedimiento: Descomposición Térmica del clorato de potasio y volumen molar del oxígeno: - Pesar el tubo de ensayo limpio y seco. - Pesar 0,15 g de clorato de potasio y 0,05 g de dióxido de manganeso (catalizador),

agregarlos al tubo de prueba y homogenizar. - Armar el sistema según el diagrama mostrado:

- Mezclar cuidadosamente los dos contenidos del tubo y tapar (el tapón debe quedar

bien adherido para evitar que el gas producido por la reacción se pierda durante el calentamiento).

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Química General 2015-III

- Verificar las conexiones. Además la probeta deberá ser llenada con agua tratando

de que al colocarlo inversamente dentro del recipiente no se pierda líquido. - Cuando todo esté listo, empezar a calentar con mucho cuidado el tubo y sus

contenidos en el mechero. A medida que se va llenando la probeta con el gas, se va desplazando el agua que ésta contiene y va pasando al recipiente. - Cuando haya cesado la producción del gas, primero retirar la conexión de la probeta

y luego retirar el tubo de ensayo del mechero. Apagar el mechero. - Deje enfriar el tubo de ensayo. - Medir el volumen de agua desplazada y la temperatura del líquido en el recipiente. - Luego pesar nuevamente el tubo de prueba, y por diferencia se obtendrá el peso del

Oxígeno desprendido.

2KClO3

2KCl + 3O2

Autor: Laboratorio de Química UTP Revisado, aumentado y corregido: Equipo de Laboratorio de Química UTP Última Actualización: Agosto del 2015

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Química General 2015-III

REPORTE DE LABORATORIODE QUÍMICA GENERAL PRÁCTICA 04: VOLUMEN MOLAR PROFESOR: FECHA: HORARIO: INTEGRANTES: Apellidos y Nombres

Apellidos y Nombres

1

5

2

6

3

7

4

8

I.

CÁLCULOS Y RESULTADOS. Complete las tablas y escriba sus cálculos en una hoja adjunta.

Tabla N°1 Temperatura en (°K) Presión Ambiental ( mmHg)

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Química General 2015-III Tabla Nº2. Cálculos y Resultados. Completar con las unidades correspondientes

Volumen Molar Teórico y Experimental del Oxígeno Datos

Fórmulas

Resultados

Masa del tubo de prueba vacío : (m 1 ) Masa del tubo de prueba con + catalizador + clorato de potasio :(m 2 ) Masa del tubo de prueba con + catalizador + cloruro de potasio:(m3 ) Volumen desplazado de agua en la probeta en (L)

Lectura del peso final en la balanza

Lectura de Volumen en probeta

Masa del Oxígeno (g) Temperatura del agua desalojada (K)

ºC +273

Presión atmosférica en el laboratorio (Patm)(mmHg) Presión de vapor de agua (PvH2O) (mmHg) Presión de Oxígeno ( PO2) (mmHg)

Volumen Molar Teórico

Volumen Molar experimental

Porcentaje de Error

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Química General 2015-III II.

CONCLUSIONES:

1. 2. 3. 4. 

III.

CUESTIONARIO: 1. ¿Qué importancia tiene la participación del dióxido de manganeso en la reacción? 2. ¿Qué factores se deben tomar en cuenta para que el porcentaje de error disminuya en sus resultados obtenidos?

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