practica 2-leyes de los gases

Ciclo de Fetch y Pipeline

INSTITUTO POLITNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICAUNIDAD ZACATENCO

Departamento de Ingeniera en comunicaciones y electrnica

Laboratorio de Qumica

Unidad de aprendizaje: Qumica AplicadaPractica 1: Leyes de los GasesProfesor de laboratorio: Espinoza Romero Julio

Equipo 1

Integrantes del equipo: Gutirrez Lpez Marco Antonio 2015300790 Mendoza Ruiz David2015301216 Morales Flores Moiss2015301286 Zepeda Orozco Enrique Alejandro 2015302133

Grupo: 2CV11Ciclo Escolar 2014 - 2015

INSTITUTO POLITNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICAUNIDAD ZACATENCOPractica N 2Leyes De Los GasesOBJETIVO: Determinar el peso molecular de un gas con datos experimentales a partir de la ecuacin general del estado gaseoso.

MARCO TEORICO:

Estado gaseoso.Se denomina gas al estado de agregacin de la materia que no tiene forma ni volumen propio. Su principal composicin son molculas no unidas, expandidas y con poca fuerza de atraccin, haciendo que no tengan volumen y forma definida, provocando que este se expanda para ocupar todo el volumen del recipiente quela contiene, con respecto a los gases las fuerzas gravitatorias y de atraccin entre partculas resultan insignificantes. Es considerado en algunos diccionarios como sinnimo de vapor, aunque no hay que confundir sus conceptos, ya que el trmino de vapor se refiere estrictamente para aquel gas que se puede condensar porpresurizacin a temperatura constante. Los gases se expanden libremente hasta llenar el recipiente que los contiene, y su densidad es mucho menor que la de los lquidos y slidos.Dependiendo de sus contenidos de energa o de las fuerzas que actan, la materia puede estar en un estado o en otro diferente: se ha hablado durante la historia, de un gas ideal o de un slido cristalino perfecto, pero ambos son modelos lmites ideales y, por tanto, no tienen existencia real. En los gases reales no existe un desorden total y absoluto, aunque s un desorden ms o menos grande. INSTITUTO POLITNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICAUNIDAD ZACATENCOEn un gas, las molculas estn en estado de caos y muestran poca respuesta a la gravedad. Se mueven tan rpidamente que se liberan unas de otras. Ocupan entonces un volumen mucho mayor que en los otros estados porque dejan espacios libres intermedios y estn enormemente separadas unas de otras. Poreso es tan fcil comprimir un gas, lo que significa, en este caso, disminuir la distancia entre molculas. El gas carece de forma y de volumen, porque se comprende que donde tenga espacio libre all irn sus molculas errantes y el gas se expandir hasta llenar por completo cualquier recipiente.Gas real.Ungas real, en oposicin a ungas idealo perfecto, es ungasque exhibe propiedades que no pueden ser explicadas enteramente utilizando laley de los gases ideales. Para entender el comportamiento de los gases reales, lo siguiente debe ser tomado en cuenta: Efectos de compresibilidad Capacidad calorficaespecfica variable Fuerzas de Van der Waals Efectos termodinmicos del no-equilibrio Cuestiones con disociacin molecular Reacciones elementales con composicin variable.

Para la mayora de aplicaciones, un anlisis tan detallado es innecesario, y la aproximacin de gas ideal puede ser utilizada con razonable precisin. Por otra parte, los modelos de gas real tienen que ser utilizados cerca del punto decondensacinde los gases, cerca depuntos crticos, a muy altas presiones, y en otros casos menos usuales.


Modelo de Berthelot y de Berthelot modificadoLa ecuacin de Berthelot (nombrada en honor de D. Berthelot1es muy raramente usada,

pero la versin modificada es algo ms precisa

MATERIAL 1 matraz baln de fondo plano con 500 ccc con tapn de hule 1 tubo de vidrio de 20 a 35 mm 1 codo de vidrio 2 pipetas graduadas 1 mechero 1 pinza doble 1 termmetro 1 micro botella 1 balanza digital Tubera de hule Algodn Cloroformo Tetracloruro de carbono


PROCEDIMIENTO1. Monte el aparato como se indica en la figura1, introduzca un pedazo de algodn en el fondo del tubo A para evitar que se rompa al dejar caer la microbotella que contiene la muestra.

1. Calentar a ebullicin el agua contenida en el matraz (el nivel tocara ligeramente el tubo A) cuyo tapn deber tener una salida para el vapor. Estando en ebullicin, ponga el nivel del agua contenida en las pipetas de manera que el punto C indique cero. Esto se puede lograr subiendo o bajando una u otra pipeta.


1. Introduzca la microbotella abierta que contiene la muestra (de una a dos gotas, previamente pesadas) en el tubo A y conecte el codo B inmediatamente, presionando para evitar fugas. Procure hacer la operacin lo ms rpido posible.

1. Anote el mximo volumen desplazado en la pipeta C. Esto ser cuando todo el lquido en la microbotella haya pasado al estado gaseoso.Quite la manguera que une a B con C y tome la temperatura del espacio libre en la pipeta C


CUESTIONARIO

1.- Anote su resultado experimentalmente obtenidos.Sustancia CCl_4M muestra0.032g

T25C

V Desplazado4.1ml

Sustancia CHCl_3M muestra0.018g

T24C

V Desplazado3.7ml

2.- Considerando comportamiento ideal, calcule el peso molecular de la sustancia problema:PV = (m/M) RTP= 585 mmHg P (VAPOR DEL AGUA)P (VAPOR DEL AGUA ) (mmHg)T (C)

26.827

28.328

30.129

31.830

33.731

35.732

37.733

39.934

CHCl_3M=160.161 gr/molCCl_4M=258.452gr/mol


3.- A partir de los pesos atmicos, determine el peso molecular de la sustancia problema.CHCl3= 119.3789g/mol

CCl 4= 153.823g/mol4.- Calcule el peso molecular con la ecuacin de Berthelot.CCl4: Tc=532.6K Pc=39.48 atm.CHCl3 :TC=536.3K Pc=53.79 atm.M=mRT [1+ (9PT_C)/ (128P_C T) (1-(6T_C^2)/T^2)]/PV

PM_ (CHCl3) = 336.31g/molPM_ (CCl4) = 914.04g/mol

5.- En su clculo hizo una correccin a la presin. Por qu se hace esta correccin? Se hace esta correccin ya que la presin que se requiere es la del gas en su particular caso y esta a su vez se calcula haciendo una diferencia entre la presin de la CD. De Mxico y la presin del vapor del agua a cierta temperatura segn la tabla de presin del vapor de agua.6.- Entre el peso molecular obtenido considerando comportamiento ideal y con la ecuacin de Berthelot, Cul fue el ms prximo obtenido al calculado por los pesos atmicos? El de Berthelot fue el ms prximo al obtenido por medio de los pesos atmicos. Esto porque se toma el factor de correccin que considera la temperatura y presin criticas de cada sustancia.CALCULOS:M=mRT/PVP= (585 mmHg) - (22.37 mmHg)=562.63 mmHg

M= ([(0.018gr) (62.367 mmHg*lt/(mol*K))(297K)])/(562.63mmHG*0.0037 lt))

P= (585 mmHg) - (23.75 mmHg)= 561.25 mmHgINSTITUTO POLITNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICAUNIDAD ZACATENCO

M= (0.032gr) (62.367 (mmHG*lt)/(mol*K))(298K)/(561.25mmHg*0.0041lt)M=(0.018gr)(62.367(mmHg*lt)/(mol*K))(297K)[1+9(562.63mmHg)(536.3K)/128(408804 mmHg) (297K) (1-(6(536.3K) ^2)/ (297K) ^2)]/(562.63mmHg)(0.0037lt)M=159.6419 gr/molM=(0.032gr)(62.367(mmHg*lt)/(mol*K))(298K)[1+9(561.25mmHg)(532.6K)/128(30004.8 mmHg) (298K) (1-(6(532.6K) ^2)/ (298K) ^2)]/(561.25mmHg)(0.0041lt)M=247.43gr/mol

APLICACIONES INDUSTRIALESSe utiliza la ecuacin de los gases ideales para calcular la densidad de un gas determinado o la masa molar de un gas desconocido. Sabemos que la ecuacin de los gases ideales es la siguiente: PV=nRT, donde P es la presin del gas, V es el volumen del gas, n son las moles del gas, R es la constante universal de los gases y T es la temperatura del gas. Si a esta ecuacin se le manipula matemticamente puede tomar la siguiente forma: P/RT=n/V , el trmino n/V se le conoce como densidad molar del gas, podemos ir ms all y multiplicar la ltima ecuacin por el peso molecular de gas y la ecuacin adquiere la siguiente forma P/RT M=n/V M y como sabemos el producto de las moles por el peso molecular nos da como resultado la masa generalmente expresada en gramos de la sustancia, que en este caso es un gas.Como sabemos la relacin entre la masa y el volumen de una sustancia es la densidad de la sustancia, entonces la ecuacin para hallar la densidad de cualquier gas que se comporte idealmente es la siguiente: PM/RT=d, donde d es la densidad. Esta ltima ecuacin es muy til ya que si conocemos las condiciones de presin y temperatura de un gas conocido podemos hallar su densidad ya que el peso molecular se puede encontrar usando la tabla peridica y R es una constante. Otro tipo de problema que se puede plantear con esta ecuacin es hallar el peso molecular de un gas desconocido si conocemos las condiciones de presin y temperatura y tenemos alguna manera experimental de hallar su densidad.


CONCLUSIONES Gutirrez Lpez Marco Antonio Se cumplieron los objetivos de la prctica ya que determinamos el peso molecular de un gas a partir de la ecuacin general del estado gaseoso. Un gas al estado de agregacin de la materia que no tiene forma ni volumen propio. Su principal composicin son molculas no unidas, expandidas y con poca fuerza de atraccin, haciendo que no tengan volumen y forma definida. La expresin matemtica, o frmula de la ecuacin general del estado gaseoso, es la siguiente: Mendoza Ruiz DavidDespus de observar, tomar mediaciones, convertir datos y calcular el peso molecular de las 2 sustancias problema he llegado a la conclusin que las medidas no fueron tomadas correctamente ya que al compararlas con la tabla peridica no concuerdan, debido a los factores externos no se puedo realizar con excelencia este experimento, tambin conclu que existe una relacin entre la presin, masa y temperatura de una sustancia y con las mediciones adecuadas se pude aplicar la ley de los gases ideales y/o la ecuacin de Berthelot para calcular su peso molecular. Morales Flores MoissEn base a lo observado en la prctica, al tener un lquido que es calentado pasa a un estado de ebullicin y por el desplazamiento del agua en estado gaseoso de un punto al otro en el sistema que se mont en el laboratorio, es posible determinar el peso molecular de un gas con las dos ecuaciones que se analizaron en la prctica. Al condensarse el agua en las mangueras que conectan el matraz con la pipeta, el volumen inicial contenido en las pipetas aumenta por el desplazamiento de este lquido y logramos hacer las respectivas mediciones para calcular los pesos moleculares en la ecuacin de berthelot y la ecuacin general del estado gaseoso de los compuestos que se indican.


Zepeda Orozco Enrique Alejandro

En esta prctica puedo concluir que fue posible encontrar el peso molecular real de un gas tanto del CHCl3 como del CCl4 a partir de datos experimentales obtenidos mediante el mtodo de (Presin, temperatura, peso). Al emplear la ecuacin general de los gases y la ecuacin de Berthelot para determinar el peso molecular se ve reflejado que el resultado de la ecuacin de Berthelot para el clculo del peso molecular es mucho ms exacto que el clculo mediante la ecuacin general de los gases, el clculo mediante la ecuacin general de los gases es solamente aproximado.

BIBLIOGRAFIA

Fundamentos de FisicoqumicaAutor: Samuel H. Maron y Carl F.PrutotonEditorial: LIMUSANo. de Pags: 41-44

QUIMICASptima edicinAutores: Raymond Chang y Williams CollegeEditorial: McGraw HillPaginas consultadas: 158-173

Practica No. 2: Determinacin del peso molecular1

practica 2-leyes de los gases

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