UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO”CONTENIDO Introducción Objetivo Principios teóricos Detalles del experimento Materiales y reactivos Procedimiento Cálculos y resultados Discusión de los resultados Conclusiones y recomendaciones Bibliografía Apéndice FISICOQUIMICA 1 UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” INTRODUCCION La presente práctica de laboratorio tiene como objetivo el determinar la Densidad de un líquido que es volátil. Por el método de Víctor Meyer . Al terminar este experimento estaremos en la capacidad de resolver cualquier tipo de problemas que se asemejan FISICOQUIMICA 2 .para la realización de la práctica se hace necesario utilizar el equipo de Víctor Meyer el cual trabajara a condiciones normales es decir de ambiente. Tales como: densidad.UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” OBJETIVO Estudiar las propiedades más importantes de los gases. capacidad calorífica y difusión FISICOQUIMICA 3 . PV = k Donde: V = volumen ocupado por el gas P = presión k = constante de proporcionalidad.662 Robert Boyle. En términos generales la ley de Boyle puede enunciarse así: El volumen ocupado por una determinada masa de gas. cuando la temperatura se mantiene constante.UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” PRINCIPIOS TEORICOS LEY DE BOYLE O MARIOTTE: En 1. si la masa y la temperatura se mantienen constante.4 En este experimento la presión que existe en el aire encerrado es igual a la presión atmosférica más la presión ejercida por la altura (h) de la columna de mercurio. científico inglés. en sus experimentos. promulgó la relación matemática que existe entre el volumen y la presión de una cantidad dada de gas a temperatura constante. Matemáticamente se expresa así: VPα…………………… 1 Si se introduce una constante de proporcionalidad k. descubrió que el producto del volumen por la presión. depende de la naturaleza del gas. cuando la masa y temperatura permanecen constantes.1 y multiplicando medios por extremos. La ecuación anterior nos enseña que si en un punto dado la presión y el volumen son P1 y V1 y en otro punto P2 y V2. V = kP……………………. se debe Cumplir: 4 FISICOQUIMICA . Al verter más Hg al tubo se aumenta la presión sobre el gas se observa que el volumen disminuye. como lo muestra la Figura 4. Boyle encerró una cantidad de aire en el extremo de un tubo en U empleando como fluido mercurio. es inversamente proporcional a la presión que se ejerce sobre él. es un valor aproximadamente constante. Boyle. GAS.el volumen ocupado por las propias moléculas.Se denomina así.. se considera como factor importante la atracción intermolecular.UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” P1V1 = k P2V2 = k 1.. a aquel fluido que no tiene forma ni volumen definido.(3) En las ecuaciones (2) y (3): M: Peso molecular m: Masa de la sustancia R: Constante de los gases ideales FISICOQUIMICA 5 . Para estudiar el comportamiento de los gases reales existen un conjunto de ecuaciones de estado. es válida para presiones cercanas a 1 atm: PV = NR´T ………………………………………. La ecuación de Berthelot. El comportamiento de estos gases obedecen a presiones altas y temperaturas relativamente bajas. entre ellas tenemos de la de Berthelot.(2) [ { }]……………….. que corrige desviaciones de la idealidad. Además. Es significativo respecto del volumen total del gas.. Generalmente se comportan de 2 formas: a) GASES IDEALES: son aquellas en los cuales el volumen ocupado por las moléculas . es insignificante respecto al volumen total y se ajustan a la ley de los gases ideales y a la ecuación de estado PV = nRT …………………………(1) b) GASES REALES... las unidades de densidad y peso específico se pueden expresar en la unidades del sistema inglés. esto es la masa multiplicada por la gravedad entre el volumen que ocupa. presión y temperatura criticas del gas Los vapores de sustancias que no son gases a temperaturas ordinarias suelen encontrarse en este tipo. es necesario conocer el peso específico de cada material. V.UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” R´: Corrección para la desviación de la idealidad. volumen y temperatura del gas.DENSIDADES DE LOS GASES: Para determinar la densidad de un material. P. Para lo anterior tenemos lo siguiente: Entonces de acuerdo a la formula anterior. 2. T: Pc. podemos hacer una relación con la fórmula de los gases ideales. es decir la relación que existe entre (N/m3). por otra parte es necesario mencionar que la densidad es la relación que existe entre la masa de un material y el volumen que ocupa y sus unidades son diferentes a las del peso específico. entonces tenemos: Entonces tenemos: FISICOQUIMICA 6 . lógicamente sabiendo los principios de los gases ideales se hace la siguiente relación. ya que están dadas en (kg/m3). Tc: Presión.. Relación entre la masa por unidad de volumen.Relación de la densidad de una sustancia con respecto a la de un gas de referencia. V = volumen del sistema. m = masa del gas. estos también van ligados para la determinación de la densidad de un gas. podemos determinar la densidad de un gas. a) ABSOLUTA. b) DENSIDAD RELATIVA. c) DENSIDAD La densidad (ρ) de un gas se puede obtener a partir de la relación FISICOQUIMICA 7 ... tenemos lo siguiente: = densidad del gas. a continuación se presentan una serie de procedimientos. Además de esto sabemos que la densidad de un gas esta en proporción directa a la presión e inversa a la temperatura la densidad de los gases se puede rescribir de presión inicial y presión final esto es: Usando las formulas anteriores. Todas las variables con sus unidades correspondientes. P = presión del sistema y T =temperatura del sistema. PM = peso molecular del gas. que se realizan. para determinados experimentos. R = constante universal de los gases. en este caso de gases.UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” Pero trabajando con un sistema particular. di o poliatomico y puede ser determinada experimentalmente mediante el método de Clément y Desormes.RELACIÓN DE CAPACIDADES CALORÍFICAS DE LOS GASES: Capacidad calorífica de gases. para un sistema de este tipo se cumple: Y si el cambio de presión es pequeño.UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” ρ= = …………………… (4) d) la ecuación general de los gases (Acondiciones del laboratorio) = (a condiciones normales)… (5) 3. sabiendo que 4. conocida como γ Depende de si el gas es mono.-DIFUSION GASEOSA: A una temperatura dada. primero una expansión adiabática.- Es la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de una sustancia en un grado. Hay dos tipos de capacidad calorífica: a presión constante y a volumen constante. y luego un calentamiento a volumen constante. realizando en el sistema. La relación entre ambas. la energía cinética de cualquier par de moléculas es la misma. De este principio se deduce la ley de Graham de la difusión “la FISICOQUIMICA 8 .. Equipo de Víctor Meyer. 100 y 500 ml..UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” velocidad de difusión de gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su respectivo peso molecular o de su densidad”. hidróxido de amonio concentrado. balón deCO2 u otro gas FISICOQUIMICA 9 . ácido clorhídrico. para la densidad del vapor Balanza analítica Ampolla de vidrio Termómetro Equipo para relación de capacidades caloríficas por el método de Clément y Desormes Vasos d precipitación de 50.Líquido orgánico volátil.MATERIALES Y REACTIVOS: MATERIALES. La expresión matemática es: DETALLES DEL EXPERIMENTO 1. Pipetas. etc. REACTIVOS. concentrado. nivele el agua hasta la marca inicial con la pera C. pese una ampolla de vidrio hasta las 10 milésimas de gramo. retire e introduzca el capilar en un vaso que contenga una pequeña porción de la muestra. selle el capilar.1 a 0.2gr de muestra. Mientras se esté calentando agua.1.-Determinacion de la densidad de un gas por el método de Víctor Meyer: Instale el equipo como se muestra en la figura Coloque en la chaqueta de calentamiento agua de caño. caliente la ampolla. a medida que baja FISICOQUIMICA 10 . lleve el agua a ebullición durante 10mim. introdúzcala rápidamente en el tubo de vaporización B y coloque inmediatamente el tapón E.2ml.. iguale los niveles y lea la bureta. pese y si ha logrado el peso adecuado al pesar. retire el tapón E. Rompa el extremo de la ampolla. Abra la llave de la bureta. enfrié y repita la operación hasta introducir de 0.PROCEDIMIENTO 2. y haga que el nivel llegue nuevamente al punto inicial.UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” 2. déjelo enfriar y péselo nuevamente con exactitud. observe el descenso del volumen y si este no fluctúa en más de 0. Coloque el tapón E. hasta 2/3 de su volumen (A). manteniendo cerrada la llave de la bureta F y abierto el tapón E. Repita con diferencias de alturas iniciales de aproximadamente 15. 20 y 25. tomando referencia la lectura realizada en D. FISICOQUIMICA 11 . cierre B y lea la diferencia de altura exacta h1en el manómetro.UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” el nivel del agua en la bureta iguale el de la pera. y cierre B permitiendo el paso del gas por el balón hasta tener un desnivel aproximado de 10cm en el manómetro de agua. hasta que el nivel del agua deje de bajar. Cierre rápidamente la llave F y espere 10mim tome la temperatura del agua en la pera lea el nivel del agua en la bureta. 2.2. Abra A. Deje que se estabilice el líquido manométrico y lea la nueva diferencia de alturas h2.-RELACION DE CAPACIDADES CALORIFICAS POR EL MÉTODO DE CLEMENT Y DESORMRS: Armar el equipo. Abra rápidamente B y ciérrela en el momento en el que ambas ramas del manómetro se crucen. H2O) : temperatura de ebullición del agua.1cm h2 = 1.8mmHg presión del vapor de agua a condiciones de laboratorio.7cm cuarta medición: h1 = 19. : peso del capilar b = 1. Primera medición: h1 = 5cm segunda medición: h1 = 9.. Volumen del vapor desplazado: B) DATOS PARA CAPACIDADES CALORÍFICAS. Pb = 525. : peso del capilar más la muestra T(amb) = 19°c.1596g.-DENSIDAD DE LOS GASES: peso del etanol: volumen del vapor desplazado por la vaporización del etanol: h2 = 2.6cm presión a condiciones del laboratorio o presión barométrica: (según la tabla nº 01).4cm quinta medición: h1 = 24cm 2. F = 13. TebH2O = 90ºc.H2O) = 90 oc.5cm h2 = 2. Tamb = 16ºc. a = 0.UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” CALCULOS 1. (según la tabla Nº 02).9868g. T(amb): temperatura ambiente T(eb. T(eb.9cm h2 = 2.25cm tercera medición: h1 = 14.DATOS DEL EXPERIMENTO: A) DATOS PARA DENSIDAD DE GASES.45cm h2 = 1.63mmHg humedad del aire en Huaraz: h = 5% FISICOQUIMICA 12 . corrección del volumen del vapor del etanol desplazado por la evaporación de la ecuación Nº (5).mol-1k-1) FISICOQUIMICA 13 .mol-1) TC: temperatura critica del etanol (TC = 516. h: % de humedad de aire.07g. (0. .1K) PC: presión critica del etanol (PC = 63. usando la ecuación de Berthelot. a condiciones normales: calculo de la densidad teórica del vapor del etanol a normales.3atm) P: presión barométrica (P = 51209878mmHg) T: temperatura ambiente (T = 289K) R: constante universal de los gases. condiciones [ [ { { }] }] Donde: M: masa molar del etanol (M = 46.UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” corrección de la presión barométrica: Donde: presion barométrica corregida y presión barométrica F: presión del vapor de agua a temperatura ambiente.l.08205atm. -CAPACIDADES CALORÍFICAS: . para primer medida: . para tercera medida FISICOQUIMICA 14 .UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” [ { }] determinación de la densidad del gas a condiciones normales: ecuación Nº 4) (de la 3. para segunda medida . UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” .9878mmHg VCN 16.(ml)-1 FISICOQUIMICA 15 .l-1 0. para cuarta medida . para quinta medida Promedios: ̅ ̅̅̅̅ ̅ ̅̅ ̅ TABLA DE RESULTADOS: para densidad de gases. 512.3115g.2592ml 25.0106g.5ml 1. se deja caer la muestra para q la ampolla se rompa y se libere el vapor que se desplaza por el tubo neumometrico (goma) en proporción igual al de los vapores formados a la temperatura del tubo interior. El error también se ha cometido por el uso de los termómetros descalibrados. se sella y por último se pesa de nuevo. FISICOQUIMICA 16 .2182 2. ̅ ̅̅̅ CV CP ̅̅̅ 1.5616 DISCUSION DE RESULTADOS Para poder calcular la densidad de un gas se puede utilizar el método de Víctor Meyer.25 10. que es vacía primero. El método de Víctor Meyer consiste en volatizar el peso conocido de una muestra liquida y medir en un eudiómetro el volumen de aire que es desplazado por el vapor de dicha muestra (equipo de Víctor Meyer ) a condiciones de temperatura y presión conocidas el líquido cuyo peso molecular se determina va encerrado en una pequeña ampolla de vidrio.UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” para capacidades caloríficas. El error del experimento lo radica en la lectura del volumen desplazado por la vaporización del etanol. luego se llena con el alcohol. Se lleva esta muestra al porta muestras.3116 12. Esta diferencia de pesos nos da el peso de la muestra. ml-1. El Cp y CV que sale de los cálculos del experimento es de 12. Los datos deben de ser tomados con un cuidado especial por q de otro modo los cálculos nos saldrán erróneos. La relación de las capacidades caloríficas ( ̅ ) del gas en nuestro experimento es de 1. Se tiene q tener cuidado al manipular el termómetro ya q este instrumento es muy costoso y también muy frágil. Se debe de tener en cuenta q no se debe de jugar al momento de hacer las prácticas de laboratorio. FISICOQUIMICA 17 .0106g.UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Conclusiones: la densidad del vapor del etanol.3116 respectivamente. según el experimento realizado es de 0. Recomendaciones: Se debe de tener mucho cuidado al momento de manipular los equipos del laboratorio por q estos son muy frágiles.5616 y 10.2182. google.pe/search?hl=es&q=presion+barometrica&meta = http://books.M1 FISICOQUIMICA 18 .pe/books?id=yinGhHba9tAC&printsec=frontco ver&dq=DENSIDAD+DE+GASES+%22METODO+DE+VICTOR+ME YER%22#PPA10.google.com.UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” BIBLIOGRAFIA Libro de físico química de Pons Musso GUIA DE LABORATORIO http://www.com. UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” FISICOQUIMICA 19 .
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Report "Informe de Fisico Quimica (Densidad de Gases)"