guia fisico quimica

7/23/2019 Guia Fisico quimica

1/16

UNIVERSIDAD PRIVADA

DEL VALLE

FACULTAD DE TECNOLOGIA

DPTO: DE ENERGIAS

GUIA PRACTICA DE LABORATORIO

FISICOQUIMICA


2/16

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLESERVICIOS DE LABORATORIOLABORATORIO DE FISICOQUIMICOPRACTICA NO. 1

PRESIN ATMOSFRICA

1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO

Los datos y constantes fisicoqumicas ms importante son: la temperatura del medio ambiente, presinatmosfrica, humedad relativa, el punto de ebullicin del agua y la altura sobre el nivel del mar, puntode fusin, ebullicin y constantes crticas de una sustancia.

Lapresinse define como una fuerza que acta perpendicularmente sobre una determinada superficieo rea. La unidad de presin en SI es el pascal (Pa), donde la fuerza se expresa en Newton (N) y elrea en m2.

La pr es in atm os fricaes la presin que ejerce el aire sobre la superficie terrestre. Torricelli demostrque la presin atmosfrica, resiste a una columna de mercurio cuya altura mide esta presin.

2. OBJETIVOS

Determinar la presin atmosfrica mediante el punto de ebullicin de un lquido puro como el aguadestilada, etanol, ter dietlico, cloroformo y sulfuro de carbono.

3. MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOS:

CronmetroHornallaProbetaVaso de precipitadoTermmetro

PizetaEtanolCloroformo

Aceite comestible

4. TECNICA:Para poder obtener el punto de ebullicin del agua, inicialmente se midi en un vaso de precipitado50 ml de lquido midiendo la temperatura ambiente del mismo, para luego llevarlo a la hornalla einiciar la toma de datos con respecto al incremento de temperatura hasta que alcance su punto deebullicin, los datos sern levantados cada dos minutos.

5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRCTICA:Aproximadamente 90 minutos.

6. MEDICION, CALCULOS Y GRAFICOS:

Con la informacin recopilada experimentalmente, y haciendo uso de las tablas de presin devapor de los lquidos estudiados, se proceder a calcular la presin atmosfrica con cada unode los lquidos y por consiguiente la presin atmosfrica en Cochabamba.

Segn datos de ASANA el dato de la presin atmosfrica es la siguiente:


3/16

Patm= .. h Pa

P = . mm Hg

Las tablas de las prcticas experimentales son las siguientes:

AGUA DESTILADA

El agua destilada tiene un punto de ebullicin de . C en Cochabamba. La tabla de datoses la siguiente:

Segn tablas y con los datos reunidos obtenemos la siguiente presin atmosfrica con elagua destilada:

P = mm Hg

CLOROFORMO

El cloroformo tiene un punto de ebullicin de .. C en Cochabamba. Su tabla es lasiguiente:

tiempo(min)

TempCpVapor

0

2ETER DI ETLICO.El punto de ebullicin del eter etlico en Cochabamba es de .. C y su tabla es la siguiente:

tiempo(min)

temp CpVapor

0

Segn tablas y con los datos reunidos obtenemos la siguiente presin atmosfrica con el terdietlico:

P = mm HgDetermine la viscosidad de un lquido a partir de la viscosidad del agua y densidades delagua y del lquido problema.

7. CUESTIONARIO:

1.- Cmo vara la presin atmosfrica con respecto a la altura sobre el nivel del mar. Graficar alturaversus presin atmosfrica, y altura versus ln presin atmosfrica, en papel milimetrado.

tiempo(min)

TemppVapor

0

2


4/16

2.- Con base a la ecuacin siguiente, dada por el texto Fisicoqumica de Castelln, calcular la presinatmosfrica a 2550 metros sobre el nivel del mar.

Ln pln po= - M g z / RT

3.- A qu altura sobre el nivel del mar, la presin atmosfrica es prcticamente igual a cero.

4.- Qu es la humedad relativa.

5.- Cmo se determina la humedad relativa en laboratorio.

6.- A 60 oC, la presin de vapor de equilibrio del agua es 0.197 atm. Qu volumen ocupa una mezclade aire hmedo a 60 oC si la humedad relativa es del 100 %. Y qu fraccin del agua se condensar sila presin total de la mezcla aumenta isotrmicamente hasta 200 atm. (Problema 2.11 Castellan)

8. BIBLIOGRAFIA:

Fisicoqumica Autor: Urquiza


5/16

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLESERVICIOS DE LABORATORIOLABORATORIO DE FISICOQUIMICAPRCTICA NO. 2

DENSIDAD Y PESO MOLECULAR POR DUMAS

1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO:

Los gases se expanden libremente hasta llenar el recipiente que los contiene, y su densidad esmucho menor que la de los lquidos y slidos.

Dumas demostr que la masa molecular de ciertos compuestos orgnicos es directamenteproporcional a la densidad del vapor del compuesto y, a partir de este principio, ide un valiosomtodo para determinar las masas moleculares, especialmente de gases y lquidos con puntos deebullicin bajos.

2. OBJETIVOS:

El mtodo de Dumas consiste en determinar la densidad del vapor de un lquido voltil,pesando directamente un volumen del gas a una temperatura, presin y volumendeterminado.


Anillos (1)Bulbos de Dumas (2)Lima (1)Mecheros (2)Pesa filtros (2)

Pinzas para bureta (1)Pinzas para crisol (1)Pinzas rectas (1)Portabulbo (1)Probeta de 25ml(1)Soporte (1)Tela de alambre con asbesto (2)Termmetro de 0-110 c (1)HornillaVasos de precipitados

Agua destiladaTetracloruro de carbono

4. TECNICA:Primero se pesa un bulbo de Dumas abierto al aire, se lleva con vapor de una sustancia pura atemperatura y presin conocidas, se sella, se pesa y finalmente, se pesa el bulbo llena conagua: De los datos obtenidos se conoce el volumen del vapor.

Limpie y seque cuidadosamente el bulbo de Dumas. Para secar la parte interna del bulbo,calintelo con agua hirviendo o con la llama amarrilla del mechero. Asegurase de que el bulbotermine en tubo capilar de 1mm de dimetro y 1 o 2 cm de largo.


6/16

5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRCTICA:

90 minutos aproximadamente.


DENSIDAD DE GASES Y PESO MOLECULAR (Mtodo de Dumas)

PRACTICA EXPERIMENTAL GRUPO 1

PESO DEL BALON + TAPON + CAPILAR + AIRE g

PESO DEL AIRE EN EL BALON . g

PESO DEL BALON + TAPON +CAPILAR + GASDEL LIQUIDO

. g

PESO DEL BALON + TAPON + CAPILAR .. g

PESO DEL GAS DESCONOCIDO .. g

VOLUMEN BALON cm

TEMPERATURA DE VAPORIZACION (aceite) .C+273,15=.K

TEMPERATURA AMBIENTAL ..C+273,15=.. K

PRESION ATMOSFERICA .mmHg

PESO MOLECULAR DEL GAS .. g/ml

DENSIDAD DEL GAS g/L

7. CUESTIONARIO1.- Cules son los errores experimentales en la prctica?

2.- Cmo se podrn corregir los posibles factores que producen el error experimental?

3.- Cmo se determina el peso molecular exacto de una sustancia?

4.- Por que el peso molecular experimental tiene generalmente valor ms alto que el peso molecularterico.

5.- Un matraz abierto al aire pes 24.173 g. El matraz se lleno con el vapor de un lquido orgnico y sesell a la presin atmosfrica a 100 oC. A temperatura ambiente, el matraz pes 25.002 g. Entonces, elmatraz se abri y se lleno con agua a temperatura ambiente, despus de lo cual pes 176 g. La presinatmosfrica es 725 Torr Todas las pesadas se hicieron a temperatura ambiente de 25 oC. Cul es elpeso molecular del lquido orgnico voltil?

6. Se determin el peso molecular del ter dietlico por el mtodo de Meyer, se obtuvieron lossiguientes resultados:Peso del ter = 0.1023 gVolumen del aire desplazado = 35.33 mL


7/16

Temperatura =32.5 oCPresin atmosfrica = 743.95 TorrCon estos datos calcular el peso molecular del ter.

7. Un cierto gas tiene las siguientes densidades a 300 KPresin atm 0.400 0.800 1.000Densidad g/L 1.512 3.088 3.900

A partir de estos datos calcular el peso molecular del gas con la mayor aproximacin posible.

8. El peso molecular del ozono fue determinado experimentalmente habindose obtenido los siguientesdatos:Temperatura= 28.2 CPeso de la ampolla llena de ozono = 6.7624 gPeso de la ampolla vaca = 6.5998 gPresin del ozono en la ampolla = 274.4 torrVolumen de la ampolla = 235.67 mL

A partir de estos datos calcular el peso molecular del ozono.

8. BIBLIOGRAFIA:

FISICOQUIMICA Castellan


8/16

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLESERVICIOS DE LABORATORIOLABORATORIO DE FISICOQUIMICAPRCTICA NO. 3

PESO MOLECULAR POR MTODO CRIOSCOPICO


Se aplica utilizando las propiedades coligativas de las soluciones. Utilizando solutos no inicos y novoltiles disueltos en un solvente polar o no polar en el cul se disuelva; se deben conocer laspropiedades fisicoqumicas del disolvente como el punto de fusin y la constante crioscpica.

2. OBJETIVOS:

En la practica se realizar la determinacin del peso molecular de una sustanciadesconocida como el anticongelante Prestone, en base a las propiedades coligativas de lassoluciones.


Vaso pequeoVaso de 600 mlVarilla termmetroCronometroBalanzaVidrio de relojEsptulaPipetaProbetaSalPrestone.

4. TECNICA:

Se prepara la mezcla de refrigerante con hielo machacado y luegosaturando con exceso de sal comn (NaCl), en el vaso de precipitadogrande. En un vaso pequeo se colocan 50 gramos de agua, siendo la densidad del agua1 g/cm3equivalentes a 50 cm3de H2O destilada, luego y se aaden 5 g dela muestra de Prestone Se introduce el vaso con la muestra en el vaso refrigerante y se inicia el procesode congelacin desarrollando un diagrama de tiempos en minutos versus temperatura de la muestra

hasta alcanzar la congelacin de la solucin con prestone Se finaliza el proceso cuando la temperatura se mantiene constante.




Con las ecuaciones correspondientes encontrar el valor del incremento de la temperatura.Mediante la ecuacin correspondiente calcular el peso molecular basndose en las propiedades


9/16

coligativas que incluyen el peso molecular.

7. CUESTIONARIO:

1. Determinar el porcentaje error experimental. A que factores se atribuyen el error experimental.2. Una solucin compuesta de 10 g de soluto orgnico no voltil en 100 g de ter dietlico tiene una

presin de vapor de 426.0 mm a 20 C. Si la presin de vapor del ter puro es de 442.2 mm a lamisma temperatura. Cul es el peso molecular del soluto?

3. Si 30 g de difenilo se disuelven en 250 g de benceno. Cul ser el punto de ebullicin resultantebajo la presin atmosfrica?4. Una solucin contiene 5 g de un soluto orgnico por 25.00 g de CCl4y hierve a 81.5 C a la presin

atmosfrica. Cul es el peso molecular del soluto?Con los datos de la tabla calcular el calor molar de vaporizacin del alcohol etilico

8. BIBLIOGRAFIA:Fisicoqumica Autor CastellanDossier Fisicoqumica 2010


10/16

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLESERVICIOS DE LABORATORIOLABORATORIO DE FISICOQUIMICAPRCTICA NO.4

TERMODINMICA - CALORIMETRIA


El incremento de calor en un cambio fsico o qumico se evala en un calormetro.Antes de realizar cualquier experimento en un calormetro, debe determinarsela constante del calormetro, que es la cantidad de caloras que se invierte encalentar el calormetro, para una masa fija de agua y por aumento de 1C en latemperatura.La termoqumica estudia los cambios de calor que acompaan a las reacciones. Estasson endotrmicas si absorben calor, o exotrmicas si desprenden calor.

2. OBJETIVOS:

Determinar la constante del calormetro.Determinar el calor de reaccin en una reaccin acido-base realizada en el calormetro.


CalormetroTermmetroMatraz aforadoVaso de precipitadoVarillaHornillaHidrxido de sodioAcido sulfricoEtanol.

4. TECNICA:

El cambio de entalpa ocurrido en la reaccin directa es exactamente opuesto a la reaccininversa. Este efecto trmico es el mismo, sin importar si la reaccin ocurre o en una o variasetapas. La magnitud del cambio depende de la constitucin, el estado fsico de reactivos y productos.Los cambios trmicos pueden ocurrir a presin constante o a volumen constante:

H = q y U = q

Donde H representa cambio de entalpa, y U cambio de energa interna. El primero se puedemedir en un vaso aislado trmicamente (termo Dewar) y el segundo se mide en una bombacalorimtrica.




En este experimento se determina el calor de fusin del agua en forma de hielo que puesto en


11/16

contacto con agua a mayor temperatura se produce el cambio de estado fisico del hielo en agualiquida, este calor absorvido se llama calor de fusin del agua .

H2O(s) H2O(l) + Qfusin H= -Qfusin

En primer lugar se determina el equivalente calrico en agua del aparato.En un frasco Dewar, se miden 500 ml de H2O y se anota su temperaturacorrespondiente (t1).

Luego se introducen otros 500 ml de H2O a mayor temperatura por ejemplo20 oC ms es la temperatura t2luego se vierte esta H2O caliente al vaso Dewar, seuniforma la temperatura y se anota la temperatura ms alta alcanzada, es la t3.El calor cedido por el agua caliente debe ser igual al calor ganado por el agua fra y elfrasco Dewar.Por consiguiente se tiene la igualdad:

500 (t2- t3) = W (t3- t1) + 500 (t3- t1)

en la que W es el equivalente calrico en agua del Dewar.

Luego de haber calibrado el calormetro sobre los 1000 ml de agua a la

temperatura t3se adicion a 150 gramos luego de homogenizar el contenido sedetermina la temperatura de equilibrio t4.

Por balance calrico de que el calor ganado por el hielo es igual al calor perdido por el agua caliente,se determina el calor de fusin del agua

7. CUESTIONARIO:

1. Determinar el porcentaje de error experimental.2. A que factores son atribuibles el error experimental.3. Si se queman completamente 3.0539 g de etanol C2H5OH liquido, a 25

oC en un calormetro debomba, el calor desprendido es 90.447 kJ.

a) Calcular el H molar de combustin para el etanol a 25 oC.b) Si el ofH del CO2(g)y del H2O(l)son -393.51 kJ/mol y -285.83 kJ/mol, respectivamente,

calcular el ofH del etanol.c) Si el incremento de de temperatura en el experimento es 1.275 oC. Cual es la capacidad calorfica delcalormetro y su contenido.4. a) El calor molar de combustin del Naftaleno C10H8 es 1228.2 cal/ mol, S se combustiona 0.3gramos de este compuesto en un calormetro se produce un aumento de temperatura en el agua de 2oC. Cual es la capacidad calorfica del calormetro.b) Si se quema 1.52 gramos de un compuesto orgnico desconocido en el mismoCalormetro y se produce un aumento de temperatura en el agua de 1.845 oC.Cual es el calor de combustin del compuesto desconocido en caloras por gramo

5. El calor molar de combustin del Naftaleno C10H8 es 1228.2 cal/ mol, S se combustiona 0.3 gramde este compuesto en un calormetro se produce un aumento de temperatura en el agua de 2.05 oC. es la capacidad calorfica del calormetro.6. 200gr. Hg. A 100 C (calentado) son aadidos 80 gr. De H2O que se halla a 20 C. Calcular el cambiode entropa para:

a) Mercurio.b) Agua.c) S total

El C especifico del Hg es 0.0334 cal / gCCalcular la temperatura final.


12/16

7. Calcular el S del H2O cuando un mol inicialmente a 20 C es enfriado hasta menos 10 C a unaatm. de presion, los valores de CpHielo= 9 cal / K mol , CpH2O= 18 cal / K mol yHfH2O= 1440 cal / mol.

8) BIBLIOGRAFIAFisicoqumica Autor New Combe


13/16

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLESERVICIOS DE LABORATORIOLABORATORIO DE FISICOQUIMICAPRACTICA NO. 5

DIAGRAMA DE FASES


La representacin grafica completa del comportamiento de un soluto en medio de n disolvente seconoce como un diagrama de fases, esta curva puede obtenerse a partir de la representacingrfica del punto de la solidificacin de soluciones que contienen un componente A como disolventey otro B como soluto y representados en una escala conveniente nos lleva en forma simple y general aun diagrama de fases.El punto de fusin del disolvente A desciende a medida que aumenta la proporcin del soluto By el punto de solidificacin de B considerado como disolvente va decreciendo al agregar el soluto A.

Ambas curvas se encuentran en un punto mnimo conocido como eutctico cuya temperatura ycomposicin depende de ambos componentes.

2. OBJETIVOS:

Determinar el punto de solidificacin de diferentes composiciones de mezclas.Determinar el punto Eutctico de la mezcla mediante el diagrama de fases.


HornillaBao MariaVaso de precipitadoTubos de ensayoVarillasEsptulaVidrio de relojMecheroTermmetroGradillaNaftalenoAlcanforDiclorobenceno.

4. TECNICA:

Se coloca la mezcla pesada en un tubo de ensayos donde la composicin contiene una

muestra de los dos componentes en diferente proporcin y vaca su contenido al tubo de ensayo yluego este en el bao Maria, por efecto de la temperatura la mezcla slida ingresa en fusin y enestas condiciones se agita con la varilla y se introduce el termmetro y se deja enfriar lentamentehasta que aparezcan los primeros cristales a una temperatura constante que corresponde a lafusin de la mezcla.Se repite el procedimiento con seis de clases de muestras diferentes y se determinan lospuntos de fusin. Estos datos se trasladan a la grfica para encontrar el diagrama de fasesprevia transformacin de los datos de composicin a porcentajes, uniendo los puntos seobtiene la curva del diagrama de fusin de una mezcla que presenta un punto Eutectico con unatemperatura y composicin fija y constante.


14/16


Aproximadamente 90 minutos.


Los datos encontrados experimentalmente deben ser representados en un diagrama queconsidere la composicin en el eje de las abscisas, y la temperatura de fusin de la mezcla

en ordenadas, la curva debe ser continua que tiene un punto mnimo que corresponde al eutctico dela mezcla.

7. CUESTIONARIO:

Determinar el porcentaje de error experimental.A que factores son atribuibles los efectos del error experimental.

8. BIBLIOGRAFIA:

Fisicoqumica Autor Castellan


15/16

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLESERVICIOS DE LABORATORIOLABORATORIO DE FISICOQUIMICOPRACTICA NO. 6

VISCOSIDAD DE UN LQUIDO


El coeficiente de viscosidad se define como el grado de escurrimiento o traslacin de unlquido. La unidad de viscosidad es el Poise y es la viscosidad de un fluido en el cual la fuerza de unaDINA por Centmetro cuadrado ocasiona el desplazamiento de un plano por una superficie paralela auna distancia de un centmetro y a una velocidad de un centmetro por segundo. El coeficiente deviscosidad de un lquido puede medirse utilizando el mtodo del viscosmetrode Ostwald.

2. OBJETIVOS:

Determinar la viscosidad de un lquido con Viscosmetro de Otswald


Viscosmetro de OstwaldPipetaProbetaVaso de precipitadosBao MariaCronometroPicnmetroBalanzaEtanolMetanol

Benceno.

4. TECNICA:

Inicialmente se realiza la calibracin del viscosmetro midiendo el tiempo de descarga del aguadestilada y cronometrando el tiempo que pasa un volumen especificado de lquido a travs delcapilar del viscosmetro a una temperatura especificada.Luego se realizan las determinaciones de viscosidad de otros lquidos mas livianos que elagua por ejemplo el Benceno o el Etanol a diferentes temperaturas encontrndose lascurvas de viscosidad que muestran su variacin a otras temperaturas fuera de lo normal.

Adems se realiza la Liberalizacin mediante el logaritmo natural versus el tiempo, de esta manerase obtiene una tabla de viscosidades de un lquido a diferentes temperaturas.


Aproximadamente 90 minutos.


Determine la viscosidad de un lquido a partir de la viscosidad del agua y densidades delagua y del lquido problema.

7. CUESTIONARIO:


16/16

Determinar el porcentaje de error experimentalFactores que determinan el error experimental.

8. BIBLIOGRAFIA:

Fisicoqumica Autor: Urquiza

guia fisico quimica

Documents