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Determinación del volumen molar de un gas

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by

Laura Sáenz Diez

on 27 May 2016

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Transcript of Determinación del volumen molar de un gas

Fundamento teórico
Método
experimental

Resultados obtenidos
Determinación del volumen molar de un gas
Objetivo
Demostrar que el volumen de un mol de un gas cualquiera es 22,4L en conciciones normales de presión y temperatura .
Ley de los gases ideales
Reacción química
Proceso a seguir
Condiciones normales
Presión: 1 atm = 1013mbar.

Temperatura: 273 K = 0ºC .
Ley de Boyle-Mariotte
Ley de Charles y Gay- Loussac
Hipótesis de Avogadro
A temperatura constante, el volumen de una masa fija de gas es inversamente proporcional a la presión que este ejerce.

A temperatura y presión constante, el volumen de un gas es proporcional al número de moles del mismo.
V n
T
V
V T
A presión constante, el volumen de una masa fija de gas es proporcional al valor de su temperatura.
Combinando estas tres relaciones en una sola obtenemos la
ley de los gases ideales.
Ley de los gases ideales
P V= n R T
n:
número de moles de un gas.

R: constante universal de los gases.
R= 0,082 atm L / K mol
Volumen molar
V = n R T / p

V = 1 (mol) x 0,082 (atm x L / K x mol) x 273 (K) / 1 (atm)

V = 22,4 L

HCl:
en exceso / diluido-> ralentizar el proceso -> recogerlo y medirlo con más precisión.

Zn:
reactivo limitante
1.- Preparar la disolución de HCl
Queremos obtener 0,5L de HCl 2M:

Concentración molar 2M:

1L de disolución -> 2 moles de HCl.
O,5L de disolución-> 1 mol de HCl.

1mol HCl = 1g +34,45g = 35,45 g.

Contamos con una disolución:
de 16%: 1mol HCl -> 221, 56g.
con densidad de 1,18g/mL: 1mol HCl ->187,76mL.


Disolución obtenida: 312,24mL de H20 + 187,76mL de HCl.


Sustancias y material necesario
Sustancias:

Agua
Cinc
Ácido clorhídrico diluido
Material:
Balanza electrónica
Pipeta
Matraz aforado
Probeta
Vaso de precipitado
Recorte de plástico
Cubeta
Jeringuilla
Cálculos previos
4.- Verter en una probeta la disolución
5.- Taponar la probeta con un recorte de plástico
Preparación:
2.- Pesar el cinc
Su masa debe ser aproximadamente de 0,2g.
3.- Introducir el cinc en un vaso de precipitado con agua
El vaso de precipitado debe llenarse algo más de la mitad.
El cinc debe quedar situado en el medio del fondo del vaso.
La probeta debe ser llenada por completo.
Conviene que el plástico no sea flexible en exceso para retirarse con facilidad posteriormente.
Laura Sáenz Diez 4ºA
6.- Volcar la probeta taponada sobre el vaso de precipitado
En mi grupo:
Con 0,17g de cinc obtuvimos 62 mL de hidrógeno.
De haber tomado un mol de cinc la cantidad de hidrógeno obtenido habría sido de 23,86 L.
En condiciones normales, aplicando la siguiente fórmula:



podemos afirmar que el volumen de hidrógeno resultante sería de 21,96L.

(Teniendo en cuenta que en el laboratorio:
P=100,4mb
T= 21ºC= 294K)
¡Buen resultado!
En mi clase:
Error absoluto:
24,064- 22,4 = 1,664.
Error relativo:
1,664 / 22,4 = 0,0743→7,43%.
Mol
Un mol son 6,023 x 10^23 Na = número de Avogadro de átomos o moléculas.
Hemos escogido esta reacción ya que es una fácil manera de obtener un gas (en este caso, el hidrógeno)
Mejoramos los resultados
El vapor de agua presente en el hidrógeno ejerce presión, a 21ºC dicha presión es de 24,882 mbar.

Por lo tanto, de ser sólo hidrógeno la presión sería (1004,4 - 24,9) de 979,5 mbar.

Teniendo esto en cuenta, los resultados serían los siguientes:

Mi grupo:
19,71L.

Media de la clase:
23,43L
Error cometidos
Conclusiones:
Tras realizar esta práctica podemos intuir la veracidad de que volumen molar es 22,4l.

Del mismo modo, observamos que el promedio de todos los resultados es mejor que cada uno de ellos. Esto se debe a que los errores son aleatorios (no sistemáticos) y como tales, tienden a equilibrarse.
El principal error cometido ha sido la poca precisión al ajustar y retirar el recorte de plástico.
Al medir el hidrógeno hemos medido también un poco de aire infiltrado.
Es comprensible ya que no disponíamos de medios excesivamente precisos.
Recordemos que:

Un fallo por insignificante que parezca puede alterar de manera muy notable el resultado final.
Que la superficie no sea completamente plana sino que posea un hundimiento nos dificulta aún más el trabajo.
Podemos ver como han entrado burbujas de aire:
7.- Una vez ya sumergida retirar el recorte de plástico
Debe hacerse con excesivo cuidado, es la fase más difícil del proceso.
8.- Rodear al cinc con el cuello de la probeta.
Debe realizarse lo más rápido posible para no perder HCl.
9.- Dejar que se produzca la reacción.
El gas ascenderá en forma de burbujas al encontrarse "aprisionado" entre el líquido.

La reacción comienza.
Primeramente el líquido tendrá un aspecto blanquecino que paulatinamente irá transformándose en transparente.
10.- Medir la presión
11.-Anotar y analizar los resultados
Para ello introducimos el vaso de precipitado junto con la probeta en una cubeta con agua e igualamos las alturas de los líquidos con ayuda de una jeringuilla.
Con todo esto conseguimos que la presión se iguale también.
Líquidos igualados
El HCl es vertido a un vaso de precipitado y con ayuda de una pipeta, tras medir la cantidad necesaria, sobre un matraz aforado.
El agua destilada es vertida también sobre el matraz hasta alcanzar el aforo.
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