GASES

Daniela Estefanía Ceballos Bibiana Liceth Baquero

Laboratorio de Química básica 1000041 – 3

Docente: Carolina Chegwin A

CARACTERISTICAS

1. OBTENCIÓN DE BUTANO Para la obtención de butano se extrajo el gas de un encendedor por medio de un montaje especializado en la recolección de gases, dicho montaje consta de una manguera para gases, una probeta y una tina.

Tomado de: http://docencia.udea.edu.co/cen/tecnicaslabquimico/02practicas/imagenes02/figura15_2.gif

Sección de cálculos y datos

Determinamos la presión del gas (Pgas ) de la reacción que trabajamos por medio de la siguiente ecuación:

PAtmosferica = Pvapor de agua + Pque ejerce el agua en la probeta + Pgas

Despejando la ecuación se tiene:

Pgas = PAtmosferica - Pvapor de agua - Pque ejerce el agua en la probeta

Donde:

Patmosférica= 0,74 atm (560 mmHg)

Pvapor de H2O= 0,022 atm (16,277 mmHg )

Ya con todos los datos de las presiones se aplica la ecuación despejada:

Pgas = PAtmosferica - Pvapor de agua - Pque ejerce el agua en la probeta

Pgas= 0,74 atm – 0,022 atm – 0,035 atm = 0,683 atm

• Se termina la masa molar del gas por medio de la siguiente ecuación:

ŋ = masa gas/masa molar del gas

Despejando tenemos:

Masa molar del gas = masa gas/ ŋ

0,248 g/ 4,276* 10-4 = 57,998 g/mol ≈ 58 g/mol

Error absoluto y error relativo

La masa molar del butano es de 58,08 g/molLa masa molar calculada es 58 g/mol

• Se calcula el error absoluto, error relativo y error porcentual

Volumen de gas asignado 15 ml 0,015 L

Volumen de gas recogido de verdad 15 ml 0,015 L

Masa inicial del encendedor (g) 16,4333

Masa final del encendedor (g) 16,4085

Masa de gas recogido (g) 0,0248

Altura de la columna de agua 10 cm 100 mm

Temperatura del agua del sistema en y en °K℃ 19 0C 292,15 K

Presión atmosférica en el laboratorio 560 mmHg 0,74 atm

Presión del vapor de agua 16,277 mmHg 0,022 atm

Densidad del agua (g /mL) 0,9986

Densidad del mercurio (g/mL) 3,8

Masa molar esperada (g /mol) 58,08 g/mol

Masa molar calculada (g/mol) 58 g/mol

Error relativo para el dato de masa molar 1,38* 10 ^-3

Error absoluto par el dato de masa molar 0,08 g/mol

Porcentaje de error para el dato de masa molar 0,14%

Tabla 1. Recolección de butano.

GrupoVolumen asignado

(mL)

Volumen real (mL)

Masa del gas (g)

1 5 5,2 0,0112 10 9,8 0,0133 15 15 0,02484 20 20 0,0375 25 25 0,04126 39 30 0,04377 35 35 0,05668 40 42 0,06789 45 45,3 0,0746

10 50 50 0,08611 5 5 0,00812 10 10 0,0153

Tabla 2. Datos grupales recolección de butano.

Gráfica 1. Masa del butano obtenido con diferentes volúmenes

Datos grupales producción butano.

Análisis de datos

Al encontrar el coeficiente de correlación de la grafica, se puede verificar que los resultados obtenidos siguen la tendencia y son datos confiables, porque corresponde a 98,21%, el cual nos indica que la mayoría de datos se encuentran muy cercanos con la media. 0.9821 el cual es muy próxima a uno, por tanto se infiere que los datos reportados tienen una relación directa y proporcional

2. OBTENCIÓN DE HIDRÓGENO

Para la obtención de hidrógeno se extrajo el gas por medio de una reacción química con HCl y Mg. El montaje que se realizó es especializado en la recolección de gases, dicho montaje consta de una manguera para gases, una probeta, un tubo de ensayo y una tina.

Imagen tomada de:http://www.100ciaquimica.net/images/temas/tema11/ima/HClZng.gif

Mg (s) + 2HCl (ac) MgCl2 (ac) + H2 (g)

• Se determina la presión del gas (hidrógeno) por medio de la ecuación de equilibrio de los gases

Sección de cálculos y datos

PAtmosferica = Pvapor de agua + Pque ejerce el agua en la probeta + Pgas

• Se despeja presión del gas:

Pgas = PAtmosferica - Pvapor de agua - Pque ejerce el agua en la probeta

Imagen tomada de: http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/gases/images/img_ej_presion_gases.jpg

• Se obtiene el numero de moles de Mg:

1 mol Mg 24,30 g X 0,025 g

X= 0,025 G Mg * 1 mol de Mg / 24,30 g Mg X= 1,029 * 10 -3 mol Mg

Tabla 3. Producción de hidrógeno

Masa asignado Mg (g) 0,025

Volumen asignado de HCl (ml) 3

Volumen recogido de verdad (ml) 14,2

Altura de la columna de H2O 9,6 cm 96 mm

Temperatura del agua en °C y °K 17 °C 290,15 K

Presión atmosférica en el laboratorio 560 mmHg 0,74 atm

Presión de vapor de agua 14,530 mmHg 0,019 atm

Densidad del agua (g/mol) 0.999

Densidad del mercurio (g/mol) 3,8

Moles H2 8,7 *10-5 mol

Moles de Mg 1,029 * 10-3 mol Mg

Grupo Magnesio asignado (mg)

Cantidad de magnesio pesada

(mg)

Volumen de H2 (mL) Moles de H2

1 15 15,03 9 3,66 X 10 -4

2 20 20,3 12,3 3,66 X 10 -4

3 25 25,9 14,2 1,153 X 10 -2

4 30 29,8 16 4,66 X 10-4

6 40 42,9 23 6,75 X 10 -4

7 45 34,8 21 NR

8 50 48,8 25 NR

9 60 60,7 44 1,31 X 10 -3

10 65 64,9 36,9 0,0011

11 70 70 22 6,77 X 10 -4

12 75 74,4 18 5,60 X 10 -4

Datos grupales producción de hidrógeno

Tabla 3. Datos grupales producción y recolección de hidrógeno

Gráfica 2. Relación masa Mg – volumen de hidrógeno obtenido

Gráfica 3. Relación Masa Mg -Moles hidrógeno recolectado

Gráfica 4. Relación Moles de Mg- Moles de hidrógeno

y = 0,0003xR² = -0,212

Corrección de datos grupales.

GrupoMasa Mg asignado

(mg)

Masa Mg pesada

(mg)

Volumen de H2 (mL) Moles de H2

1 15 15,0 9,0 3,66 X 10 -4

2 20 20,3 12,3 3,66 X 10 -4

3 25 25,9 14,2 8,7x10-5

4 30 29,8 16,0 4,66 X 10-4

6 40 42,9 23,0 6,75 X 10 -4

9 60 60,7 44,0 1,31 X 10 -3

10 65 64,9 36,90 1,1 x 10 -3

11 70 70,0 22,0 6,77 X 10 -412 75 74,4 18,0 5,60 X 10 -4

Tabla 4. Datos grupales retirando datos lejos de la media

Grafica 5. Relación Masa Mg – Volumen de gas obtenido con datos dentro de la media

Análisis de datos.

Según la gráfica 2, Los datos grupales reportados se encuentran dispersos por lo que es muy difícil encontrar una línea de tendencia perfecta porque cada grupo manejo márgenes de error (mecánicos, sistemáticos, manuales) en sus experimentos. Al determinar este coeficiente el resultado es de 49% el cual indica que los datos no son confiables; pueden ser tomados como una breve referencia para experimentos de carácter pedagógico, pero no como valores confiables porque su relación es parcial.

En la relación de masa Mg y moles de H2 (Gráfica 3) el coeficiente de correlación es de 37,12%, lo cual indica que estos datos son poco confiables, debido a que los datos se encuentran dispersos, al igual que ocurre en la gráfica 4, por tanto su coeficiente de relación está por debajo de la media, esto se debe a que según los estándares consignados en la literatura consultada este dato no está en los estándares requeridos para poder ser un dato verídico.

Esto es posible que se presente porque existió errores al realizar esta práctica, ya bien sea por error humano o por errores de los implementos usados para dicha práctica; son debidos escapes de gas por un mal montaje a la hora de recolectar el gas, o el defecto de alguna de las pesas que se usaron, lo cual es poco probable.

Al llegar a una cantidad de 50 g de magnesio, se obtiene un equilibrio en la reacción, es decir cuando todas las moles del reactivo en exceso hallan reaccionado con todas las moles del reactivo limitante, en este caso es el HCl, se detiene la producción de gas, por tanto como en la grafica se evidencia, se presenta una disminución en la cantidad de gas obtenido a medida que la cantidad de Mg aumenta.

ANÁLISIS GENERAL

Si se quisiera tomar los datos obtenidos durante la práctica de laboratorio como referencia sería imposible, dado que dichos datos no son del todo confiables, de es decir, cerca la mitad de los datos grupales se aproximan a los estándares de medición promedio aprobados y consignados en la literatura, pero no pueden ser utilizados como datos confiables ni como datos de referencia. Hay una gran desviación de los promedios obtenidos en la mayoría de los datos, por tanto se deja claro que hubo errores al realizar esta práctica, ya bien sea por error humano o por errores de los implementos usados para dicha práctica. Estos errores son debidos escapes de gas por un mal montaje a la hora de recolectar el gas, o el defecto de alguna de las pesas que se usaron, lo cual es poco probable.

CONCLUSIONES

• Se logró realizar con destreza y habilidad los respectivos montajes para la recolección de diferentes gases.

• Al realizar los respectivos cálculos matemáticos, se logró profundizar los conocimientos previos al laboratorio.

• Este experimentó permitió reconocer las propiedades y el

comportamiento de los gases más a fondo.

• Se evidenció la importancia del conocimiento estequiométrico para poder ver el comportamiento de la reacción dependiendo de las condiciones de la misma

BIBLIOGRAFÍA

• Trujillo, C. A; Sánchez R; J, E. (2007) Técnicas y medidas básicas en e laboratorio de química. Universidad Nacional de Colombia. Colombia

• Chang, R. (2007). Química, Mc Graw Hill, Novena edición. China.

• Palomeque F; L. A; FARÍAS C; D.M (2006). Guías para para el trabajo en el laboratorio de química general para la ingeniería química. Universidad Nacional de Colombia.