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FACULTAD DE QUÍMICA E INGENIERÍA QUÍMICA E.A.P. FÍSICA

CURSO : Laboratorio de química general

PRÁCTICA Nª2-B: Difusión de gases

PROFESOR : Galarreta Díaz, Hugo.

:

ALUMNOS : Medina Villanueva, Jackelyne Lisset– 12130129

Villalta Salcedo, Juan Diego - 12130137

Encarnación Polo, Roberth Jhoel - 11130084

GRUPO : Jueves de 13 – 17 pm

FECHA DE ENTREGA : 04 de Octubre

Ciudad Universitaria, 2012

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ÍNDICE

Pág.

1. Resumen … 3

2. Fundamentos teóricos … 4

3. Materiales y reactivos … 6

4. Detalles experimentales … 7

5. Ejemplos de Cálculos y Datos Experimentales … 7

6. Conclusiones y Recomendaciones … 8

7. Bibliografía …

8. Apéndice …

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1. Resumen:

1. Objetivos:

Observar la propiedad intrínseca de los gases.

Comprobar la Ley de Graham.

2. Principios:

La difusión es la mezcla espontánea de dos o más gases debido a su movimiento molecular aleatorio. Bajo condiciones controladas, Thomas Graham encontró que la velocidad de difusión es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su masa molar.

Un principio más generalizado relaciona la velocidad de difusión con la concentración del gas

La difusión es más rápida si las moléculas son ligeras que si son pesadas.

3. Resultados:

Con los resultados obtenidos en el laboratorio, procedimos analíticamente para obtener la relación de las velocidades experimentales de las sustancias empleadas. Las cuales son:

Muestra Peso molecular ( ) Relac. Veloc.

HCl 36.5 1.15

NH3 17

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2. Fundamento teórico:

Estado gaseoso: Las partículas que componen la materia pueden presentarse en tres estados físicos diferentes, principalmente, sólido, líquido y gaseoso. La diferencia entre los tres reside esencialmente a la agitación de las moléculas, lo cual es la expresión de su condición térmica.

Propiedad:

- Presión:

Leyes empíricas de los gases:

a) Gas ideal: Gas teórico compuesto de un conjunto de partículas puntuales con desplazamiento aleatorio que no interactúan entre sí. El concepto de gas ideal es útil porque el mismo se comporta según la ley de los gases ideales, una ecuación de estado simplificada.

b) Ley de Boyle-Mariotte (Ley de las isotermas. T=cte.):

c) Ley de Charles (Ley isobárica. P=cte.):

d) Ley de Gay-Lussac (Ley isocórico. V=cte.):

e) Ley de Avogadro (T=cte.; P=cte.)

Unidades de la presión: atm,

torr, mmHg, Pa, etc.

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Ecuación general de los gases ideales

Difusión de gases: Cuando se colocan dos gases juntos, las moléculas se difunden por todo el recipiente que lo contiene, de forma que en un corto período de tiempo, la mezcla es homogénea, o de concentración uniforme. No todos los gases se difunden a la misma velocidad, sin embargo; cuanto más ligera es la molécula, más rápido es el proceso de difusión. Si se colocan diferentes gases en un recipiente a la misma temperatura y presión y se les permite entonces efundir (escapar) a través de un orificio en el recipiente, pueden compararse sus velocidades (V) de efusión.

que se conoce como la Ley de Graham de la difusión y la efusión. Pero también esta ecuación puede ser percibida de estas otras formas:

Distancias iguales. Tiempos diferentes.

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3. Materiales y reactivos:

a. Materiales:

Tubo de difusión de vidrio, de diámetro uniforme y de una determinada longitud.

Huaipe.

Tapón de goma.

Regla graduada.

Goteros.

Piseta.

Cartulina de color (negro)

Trapos

b. Reactivos:

HCl (concentrado)

NH4OH (concentrado)

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4. Detalles experimentales:

Para determinar la relación entre las velocidades, procedimos de la siguiente manera:

i. Limpiar y secar un tubo de difusión. ii. Instalar el equipo de acuerdo a la figura (Figura -1)

iii. Con un tapón de goma cerrar herméticamente cada extremo del tubo de difusión.

iv. Colocar el tubo de difusión sobre una superficie oscura. v. Añadir simultáneamente cinco gotas de HCl y NH4OH respectivamente en cada

orificio superior ya taparlos inmediatamente un el huaipe. vi. Observar cuidadosamente la formación de un halo, el cual determina el punto de

ambos gases. Marcamos el punto de unión de ambos gases. vii. Medimos las distancias con la regla entre el punto de contacto y los orificios

superiores. viii. Lavar, limpiar y secar el tubo de difusión.

ix. Repetir el experimento otras dos veces.

5. Datos experimentales y Cálculo:

HCl NH4OH

Pruebas Distancia

HCl NH3

1 12.8 14.0

2 13.0 13.8

3 11.5 15.3

12.43 14.36

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- Se sabe que el ácido clorhídrico (HCl) desprende vapores de cloruro de hidrógeno (HCl) y que el amoníaco (NH4OH) desprende vapores de NH3. Observamos la siguiente relación en nuestro experimento:

Re =

R1 1.09 R2 1.06 R3 1.33

- La relación de volúmenes y espacios son iguales (área transversal constante por ser el diámetro uniforme) - Calculando la relación experimental promedio: Re= (R1, R2, R3)/3 Re =1.16

6. Conclusiones y Recomendaciones:

CONCLUSIÓN

RECOMENDACIÓN

Uso de soporte para del tubo de difusión y pinza.

Manejo: Equipo de protección personal para el HCl: Para su manejo es necesario utilizar lentes de seguridad y, si es necesario, guantes de neopreno, vitón o hule butílico, nunca de PVA o polietileno en lugares bien ventilados. No deben usarse lentes de contacto cuando se utilice este producto. Al trasvasar pequeñas cantidades con pipeta, siempre utilizar propipetas, NUNCA ASPIRAR CON LA BOCA. Si se manejan cantidades grandes de este producto, es necesario utilizar un equipo de respiración autónoma sin partes de aluminio.

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BIBLIOGRAFÍA

Oralia Orduño Fragoza & Ma. Guadalupe Cañez Carrasco, (2006) Química en microescala, Editorial Unison, México, pp 28

R. Nelson Smith & Conway Pierce, (1991), Resolución de problemas de química general, (5ª Edición), Editorial Reverté, España, pp. 167

http://www.quimica.unam.mx/IMG/pdf/3hshcl.pdf

APÉNDICE

CUESTIONARIO 1. ¿Cuál de los gases de las alternativas se difundirá con mayor rapidez, si se encuentran

todos ellos a 20 C y 4 atm., a través de iguales orificios? i) C12 ii) C3H6 ii) NO2 iv) CH4

La sustancia con menor masa molar será la que se desplace con mayor rapidez. Para esto, tenemos sus respectivas masas molares

Muestras (g/mol)

C12 144.0

C3H6 44.0

NO2 46.0

CH4 16.0

Rpta.: CH4 = 16.0 g/mol

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2. ¿Cuál es la masa molar de un compuesto que tarda 2.7 veces más tiempo en efundir a través de un tapón poroso que la misma cantidad de XeF2 a la misma temperatura y presión?

3. Un hidrocarburo de fórmula empírica C2H3 tarda 349 s en emanar a través de un tapón

poroso; en las mismas condiciones de temperatura y presión, el mismo número de moléculas de argón emana en 210 s. ¿Cuál es la masa molar y la fórmula molecular del hidrocarburo?

4. Una muestra de gas argón efunde a través de un tapón poroso en 147 s. Calcule el

tiempo requerido para que el mismo número de moles de CO2 efunda en las mismas condiciones de presión y temperatura.

5. A ciertas condiciones de presión y temperatura, la densidad del gas CH4 es 0.714 g/L y la

densidad de HBr es 3.60 g/L. Si el CH4 se difunde a una velocidad de 70 cm/min en un determinado aparato a la misma presión y temperatura?