UNIVERSIDAD NACIONAL AUNTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE QUíMICA

LABORATORIO DE TERMODINÁMICA

DETERMINACIÓN DE LA MASA MOLAR DE UN LÍQUIDO VOLÁTIL POR EL

MÉTODO DE LAS PRESIONES PARCIALES.

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DETERMINACIÓN DE LA MASA MOLAR DE UN LíQUIDO VÓLATIL POR EL MÉTODO DE LAS PRESIONES PARCIALES.

OBJETIVO.Determinar la masa molar de una sustancia volátil empleando el método de

presiones parciales.

INTRODUCCIÓN.

La masa molar se define como la masa (g o kg) de un mol de unidades como

(moléculas o átomos) de una sustancia expresada en gramos. Para determinar

la masa molar en estado gaseoso se debe de suponer que la sustancia se

comporta como gas ideal ya que esto permite con mayor facilidad la

determinación de dicha masa molar.

La siguiente ecuación nos auxilia para determinar la masa molar:

M = mRT / PV donde:

M: masa molar del liquido volatil (g/mol)

mi: masa del liquido volatil inyectada (g)

Pi: presion parcial del vapor del liquido volatil (atm)

V: volumen del matraz de bola (L)

T: temperatura del sistema k

R: 0.082 Latm/molk

Meyer y Regnault buscaron determinar los volúmenes de los elementos. Pesó

cantidades en gramos numéricamente iguales al peso atómico de cada

elemento, después midieron el volumen que ocuparon estos espacios a la

misma temperatura y presión.

Se le llama presión parcial, a la presión de una mezcla de gases, que no

reaccionan químicamente y es igual a la suma de las presiones parciales. Que

ejercería cada uno de ellos solos, si solo uno ocupará el volumen total sin

cambiar la temperatura.

Las fracciones molares de los componentes son necesarias para conocer las

fracciones parciales.

Presión parcial del vapor del liquido volátil:

Pi = Pman2 - Pman1

MATERIAL, EQUIPO Y REACTIVOS USADOS.

1. 1 Matraz bola de fondo plano de 1 000 mL 2. 1 tramo de tubo látex3. 1 termómetro 4. 1 soporte universal con pinzas5. 2 tubos de vidrio (15 cm) en ángulo recto 6. 1 llave de paso7. 1 Tapón tetra horadado para el matraz 8. 1 baño de temperatura constante9. 1 tapón para catéter con membrana 10.1 Jeringa de 1 mL con aguja larga11.1 manómetro de mercurio 12.Balanza de precisión 0.001g

DIAGRAMA DE FLUJO.

Pesar y registrar la masa de la conectar la pera por extremo de la llavejeringa vacia de paso, bombear y llegar a Pman De

5-7cm

si no hay fugas, abrir llave de verificar que la Δde altura de Hg se paso mantega cte.

introducir el matraz de bola en usar la jeringa de 1mL con aguja para baño de Tcte tomar 0.3mL del liquido volatil

problema, pesar en la balanza

registrar Pman despues de cuando se alcance 70ºC cerrar llave cerrar la llave de paso

introducir la aguja a travez del tapondel cateter al tapon de hule e inyectar a fin de incorporar el liquido volatil almatraz.

TABLAS DE DATOS EXPERIMENTALES.

Masa jeringa sin liquido (g) 4.01

Masa jeringa con liquido (g) 4.90

Presión barométrica local (atm) 0.77

Temperatura al cerrar el sistema (°C) 70°C

Presión manométrica inicial ( atm ) 0.77

Presión manométrica final (atm ) 1.01

Masa del matraz vacío (g) 304.7

Masa del matraz con agua (g) 1427.1

Masa del agua en el matraz (g) 1122.4

Masa de la sustancia problema (g) 0.89

Presión parcial del líquido volátil (atm) 0.24

Volumen del sistema (L) 1.1224

Masa molar de la sustancia problema

(g/mol)

92.96703121

En base a la última pregunta del cuestionario previo (¿Qué

relación existe entre la masa molar y la presión parcial?)

Para saber fracciones parciales se necesitan saber las fracciones molares de

los componentes.

identifica que información se requiere para determinar la masa

molar.

M = mRT/ PV.

M: masa molar del liquido volatil (g/mol)

mi: masa del liquido volatil inyectada (g)

Pi: presion parcial del vapor del liquido volatil (atm)

V: volumen del matraz de bola (L)

T: temperatura del sistema k

R: 0.082 Latm/molK

RESULTADOS.

Masa jeringa sin liquido (g) 4.01

Masa jeringa con liquido (g) 4.90

Presión barométrica local (atm) 0.77

Temperatura al cerrar el sistema (°C) 70°C

Presión manométrica inicial ( atm ) 0.77

Presión manométrica final (atm ) 1.01

Masa del matraz vacío (g) 304.7

Masa del matraz con agua (g) 1427.1

Masa del agua en el matraz (g) 1122.4

Masa de la sustancia problema (g) 0.89

Presión parcial del líquido volátil (atm) 0.24

Volumen del sistema (L) 1.1224

Masa molar de la sustancia problema

(g/mol)

92.96703121

¿cuál es el porcentaje de error con respecto a la masa molar de la

sustancia propuesta?

Nosotras probamos dos sustancias propuestas y nos parece que la de menor

porcentaje de error es la sustancia que teniamos como sistema.

% error= valor experimental – valor teorico / valor teorico x 100

1) acetona = 92.96703121 – 58.04 / 58.04 x 100 = 60%

2) eter etilico = 92.96703121 – 74.12 / 74.12 x 100 = 25.42%

ANALISIS DE RESULTADOS.

Se logro determinar la más molar del gas volátil al manipular la presión, así

empleando el método de las presiones parciales durante la experimentación,

teniendo así los datos necesarios para calcular la masa molar del gas.

APLICACIONES EN LA INDUSTRIA.

Los líquidos volátiles se usan en medicina como anestésicos en cuyas ventajas

destacan su potencia, una inducción suave, la ausencia de irritación al vapor y

raramente produce tos o pausas respiratorias como por ejemplo: halotano e

isoflurano.

El halotano produce una relajación muscular moderada que aveces resulta

insuficiente para cirugías en cuyos casos se emplean miorrelajantes

específicos.

Evitar la exposición repetida, al menos, tres meses, salvo circunstancias

clínicas de fuerza mayor.

También se utilizan como disolventes los cuales tienen como principal objetivo

mantener las pinturas en estado liquido y permitir que al aplicar estos productos

rellenen los poros de las superficies tratadas.

También permite regular la viscosidad para dejarla en su forma optima según la

forma de aplicación y condiciones atmosféricas. Al secarse, el disolvente debe

evaporarse totalmente y no modificar la resina depositada.

Los disolventes también se utilizan para la limpieza de los utensilios y

herramientas de pintar.

CONCLUSIONES.

Durante la experimentación pudimos manipular la presión del sistema en el

cual se trabajó, para obtener la masa molar del gas volátil que se introdujo en

el matraz, obteniendo diferentes presiones manométricas. Ahora que terminamos, pudimos ver que los datos los fuimos obteniendo

mediante hacíamos la experimentación, y así obtuvimos primero las presiones

parciales y después nuestra masa molar del liquido volátil.

REFLEXIONAR Y RESPONDER.

1) De acuerdo con el manual de fisica y quimica CRC la composicion en

volumen de la atmosfera es la siguiente: 78.084% de N2 20.946% de O2

0.934% de Ar y 0.033% de CO2 calcular las presiones parciales del

nitrogeno y el oxigeno suponiendo que su comportamiento es ideal.falta

solo esta pregunta.

2) Resolver los siguientes problemas.

a) Se determina la masa molar de la nicotina mediante el metodo de

Dumas. El matraz usado tiene una capacidad de 248mL y la masa de la

sustancia problema fue 0.904g. al cerrar el matraz se registro una

temperatura de 246 ºC y una presion de 78.8cmHg. ¿Cuál es el valor de

la masa molar de la nicotina en g/mol?

M= 161.6412 g/mol

m= 0.904g

T= 519.15 k

P= 0.96 atm

V= 0.248 L

R= 0.082 atmL / kmol.

b) En un aparato de Victor Meyer al evaporarse 0.110g de un hidrocarburo

puro se desplazaron 27mL de aire medidos en una bureta de mercurio a

26.1ºC y 0.9776 atm de presion. ¿Cuál es la masa molar del

hidrocarburo?

M= 102.2623432 g/mol

V= 0.027 L

m= 0.110g

T= 299.25 k

P= 0.9776 atm

APLICACIÓN DEL LENGUAJE TERMODINAMICO.

1) En el experimento que se realizo, cual es el sistema antes y despues de

romper la ampolleta?

El matraz porque va a ser el objeto de estudio

2) Antes de romper la ampolleta, ¿Cuántos componentes tiene el sistema?,

¿Cuáles son?, ¿Qué componente se encuentra en mayor proporcion?

Tiene dos componentes, el liquido volatil o sustancia problema contenido en la

ampolleta y la presion o aire contenido en el siento este el componente con

mayor proporcion.

3) Dibujar el instrumento de trabajo y señalar donde se encuentra el

sistema

4) Despues de romper la ampolleta, ¿Cuántas fases presenta el sistema?

Una fase.

5) ¿Qué tipo de paredes limitan el sistema?

Pared rigida y diatermica.

6) ¿Cómo se clasifica el sistema antes y despues de romper la ampolleta?

Homogeneo y abierto.

7) ¿Cuáles son las variables termodinamicas que se modifican durante el

experimento?

Temperatura, presion y volumen.

8) ¿Cuáles son las variables termodinamicas que permanecen constantes?

Numero de moles y la constante de los gases ideales.

9) La masa molar se clasifica como una propiedad

Extensiva.

BIBLIOGRAFÍA.

GIAMBATTISTA, RICHARDSON Y RICHARDSON (2009). FISICA. MEXICO,

MCGRAWHILL. PP 278-289.

CHANG, QUIMICA, EDITORIAL McGRAWHILL, 10ª EDICION, P.22.