UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS(Universidad del Perú, Decana de América)

FACULTAD DE QUÍMICA E INGENIERÍA QUÍMICALABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL

PRACTICA: DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS

RESPONSABLES:

Casca Narvay , Xuxa Tatiana 10170064Villanueva Casapia , Astrid Estrella 10170072

PROFESOR: Yarengo Rojas , Alejandro

FECHA DE REVISADO:

12 de abril del 2011

FECHA DE ENTREGA:

19 de abril del 2011

Ciudad Universitaria, Abril del 2011

TABLA DE CONTENIDO

Pág.

I. RESUMEN.........................................................................…….. 4

II. INTRODUCCION………………………………………………… 5

III. PRINCIPIOS TEÓRICOS..................................................……… 6

IV. DATOS EXPERIMENTALES, TEORICOS Y RESULTADOS 9

V. CALCULOS Y EJEMPLOS DE CÁLCULOS.....................……... 12

VI. ANALISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS...................……...18

VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.....................……..20

VIII. BIBLIOGRAFIA.................................................................……. 22

IX. ANEXOS………………………………………………… ……..26

2

I. RESUMEN:

El siguiente informe lleva como titulo GASES; pues estudiaremos especialmente las propiedades de los gases, tales como la capacidad calorífica y la densidad , además apredenderemos a calcular la densidad teorica de un determinado gas , en este caso para nuestro experimento fue el gas de cloroformo , también veremos como calcular la P’b (Presion Barometrica Corregida) apartir de la presión barométrica del laboratorio , la presión de vapor del agua a temperatura ambiente y el % de humedad.

En este informe realizamos 2 procediemientos tal y como lo hicimos en ellaboratorio ; elprimero fue : Determinacion de Gases por el método de Victor Meyer y el segundo: Relacion de Capacidades Calorificas por el método de Clement y desormes . En elprimer experimento utilizamos el cloroformo como ya mencionamos anteriormente ; y utilizando la ecuación de Berthelot obtuvimos una densidad teorica a CN de 5.655 g/L ; y comparándola con la densidad

experimental del cloroformo(ρ Experimental

CN= 7.244 g/L) hallado dividiendo la masa

entre el volumen a CN , obtuvimos un porcentaje de error de 28.12 % , este error pudo ser obtenido por diversos factores tales como el error humano , al momento de hacer las medidas del volumen desplazado o hacer un mal uso de las cifras sifnificativas,o errores de la postura del cuerpo al momento de leer las distancias del agua desplazada en la bureta. En el segundo experimento que trato sobre la relación de capacidades caloríficas hicimos las correspondientes medidas para los desniveles iniciales en el manometro de agua: 10, 15, 20,25 cm y obtuvimos

entras las 4 mediciones un promedio =1.38 ; que al comparar con el teorico del aire que es igual a 1.40; obtuvimos un porcentaje de error igual a 1.42 % el cual es minimo y es aceptable ya que no existe mucha diferencia con el valor teorico .

De estos dos experimentos realizados en el laboratorio podemos concluir que el gas utilizado en el laboratorio ejerció presión por que sus moléculas se movieron libremente y chocaron contra cualquier superficie con la que hizo contacto; es por eso que obtuvimos un valor de volumen desplazado , y también podemos concluir que Los gases reales cumplen con las leyes de los gases en determinadas condiciones en nuestro caso esas condiciones fueron a 760 mmHg y 273 ªK y a condiciones del laboratorio.

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II. INTRODUCCION:

III. PRINCIPIOS TEORICOS:

IV. DATOS EXPERIMENTALES, TEORICOS Y RESULTADOS

Condiciones de laboratorio:

P (mmhg) T°C %HR

756 mmhg. 22° C 95%

Datos Experimentales:

1. DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE GASES POR EL METODO DE VICTOR MEYER:

Peso de la ampolla vacia 0.4309 g.

Peso de la ampolla mas el cloroformo 0.5258 g.

Peso del cloroformo 0.0949 g.

Temperatura final del agua en la pera 26 ºC

Volumen desplazado 14.27 mL

2. RELACION DE CAPACIDADES CALORIFICAS POR EL METODO DE CLEMENT Y DESORMES:

4

Desnivel inicial en el manómetro de agua: h1

Desnivel final al cruzarse las ramas: h2

h1 h2

10 cm

9.8 2.6

10 2.6

9.8 3.2

15 cm

14.6 3.8

14.8 3.6

15 3.6

20 cm

20 6

19.4 5.4

19.2 4.6

25 cm

24.8 7.2

25 8

24.8 7.6

Datos Teóricos:

Para Densidad de los Gases:

Densidad Teórica 5.655 g/L

PV H2O

22 ºC

: Presión de vapor del agua a temperatura ambiente =F

19.827 mmHg

Presión a CN 760 mmHg

Temperatura a CN 273.15 ºK

5

Presión crítica del CHCl3 a CN 41192 mmHg.

Temperatura crítica del CHCl3 a CN 536.5 ºK

Peso molecular = M 119.5 g/mol

Para Relación de Capacidades Caloríficas:

Resultados:

DENSIDAD DE GASES:

Presión Barométrica corregida (P’b) 755 mmHg

Volumen corregido 15.1047 mL

¿ 5.655 g /L

ρ ExperimentalCN

10,37 g/L

%Error ρ CN 28.12 %

RELACION DE CAPACIDADES CALORIFICAS:

6

Cp aire 6.96 cal/mol.ºC

Cv aire 4.97 cal/mol.ºC

aire 1.40

exp 1.38

Cp exp 7.20 cal/mol ºK

Cv exp 5.228 cal/mol ºK

%Error Cp 3.44 %

%Error Cv 5.03%

%Error de 1.428 %

V. CALCULOS Y EJEMPLOS DE CALCULOS:

7

DENSIDAD DE GASES:

a) Corrija la paresion barométrica usando:

Donde:

Pb, P´b : Presión barométrica y presión barométrica corregida.

F : Presión de vapor del agua a temperatura ambiente

h : % de humedad del aire

Tenemos como datos:

h = 95% humedad

Pb = 756 mmHg

F =(PvH 2O

22 ºC ) = 19.827 mmHg

Luego, la presión corregida es:

P’b= 756 -

(100−95) F100 P’b= 756 –

(5) x19 . 827100

P’b= 755 mmhg

P’b= Pb - (100−h) F100

8

b) Corrija el volumen del aire desplazado a condiciones normales (CN), 0ºC y

1 atm :

Se debe cumplir :

Para :

760 mmHg×V CN

273 .15ºK=755 mmHg .×14 . 27mL

295ºK

PCN×V CN

T CN

=P1×V 1

T1

V CN =13.1189 mL

9

P1 = P´b =mmHg

V1=14.27 mL

T1=22 ºC = 295º K

PCN = 1 atm = 760 mmHg

VCN=??

TCN=0 ºC = 273.15ºK

c) Determine la densidad teórica del vapor a CN, usando la ecuación de Berthelot

Donde:

R '=R [1+ 9T C P

128 PC T {1−6 (TC

T )2}]

TCN= 273.15 °K Tc = 536,5 °K

PCN = 760 mmHg Pc = 41192 mmHg

M = 119,5g

R= 0 . 082

L atmmol ºK =

62 .231L mmHgmol ºK

Caculando R’ :

R '=62. 231 mmHg[1+ 9 x536 .5º Kx 760 mmHg128 x 41192 mmHgx 273. 15 ºK {1−6(536 .5 ºK

273.15 ºK )2}]

R’=58 .798

L mmHgmol ºK

Ahora:

¿ =760 mmHgx 119. 5 g/mol58 . 798 LmmHg /mol º Kx 273 . 15ºK

¿= 5.655g /L

¿ = PMR ' T

10

d) Determine la densidad experimental del gas a CN dividiendo, masa entre volumen corregido.

Masa = 0,0949 g

VCN = 0.0131 L

ρ CN

= 0.0949 g

0.0131L

a) Calculando el porcentaje de Error

%E = |5.655 – 7.244| x 100

ρ ExperimentalCN

= m/v

ρ ExperimentalCN

= 7.244 g/L

%E = |¿

-ρ Experimental

CN| x 100

¿

11

5.655

.

B).- RELACION DE CAPACIDADES CALORIFICAS.

a) Determine la relación de capacidades caloríficas para cada altura inicial:

Tenemos la siguiente relación:

Para h1= 9.8 cm.; h2= 2.8 cm.

1 = CP = 9.8 cm. . = 1.4

Cv 9.8 cm.- 2.8 cm.

Para h1= 14.8 cm.; h2= 3.66 cm.

2 = CP = 14.8 cm. . = 1.32

Cv 14.8 cm.- 3.66 cm.

Para h1= 19.5 cm.; h2= 5.33 cm.

%Error = 28.12%

= CP = h1 .

Cv h1 - h2

12

2 = CP = 19.5 cm. . = 1.37

Cv 19.5 cm.- 5.33 cm.

Para h1= 24.8 cm.; h2=7.6 cm.

2 = CP = 24.8 cm. . = 1.44

Cv 24.8 cm.- 7.6 cm.

b) Determine promedio del gas:

c) A partir del valor promedio de y Calcule CP y CV

Tenemos las siguientes relaciones:

=> Cp - Cv = 1,987 cal/mol °K

Aproximando: Cp - Cv = 2 =>

Cp - Cv = R

Cp = Cv+2

prom = ( 1 + 2 + 3 + 4 ) = 1.38

4

13

Además :

Como ya tenemos experimental, solo queda reemplazar:

= 1.38= Cv+2

Cv

Calculando el porcentaje de error de :

%E = | 1.40 -1.3841 | x 100

1.40

Calculando el porcentaje de error de Cp :

= CP

Cv

%E = | teórico - exp . x 100

teórico

%E = | Cp teórico – Cp exp . x 100

Cp teórico

%E= 1.42%

Cv Exp = 5.22 cal/mol °K

CP Exp = Cv Exp +2 =7.20 cal/mol °K

14

%E = | 6.96 -7.20 | x 100

6.96

Calculando el porcentaje de error de Cv :

%E = | 4.97 – 5.22 | x 100

4.97

VI. ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS

%E = | Cv teórico – Cv exp . x 100

Cv teórico

%E= 3.44%

%E= 5.03%

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VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

CONCLUSIONES:

El gas utilizado en el laboratorio ejerció presión por que sus moléculas se movieron libremente y chocaron contra cualquier superficie con la que hizo contacto.

Los gases reales cumplen con las leyes de los gases en determinadas

condiciones.

Se observo en el experimento que el volumen del gas desocupado es el

volumen que ocupa el aire que queda en el tubo de ensayo.

A presiones altas, la densidad del gas aumenta, las moléculas están más

cerca entre si y las fuerzas de atracción son considerables, en este caso

hay mayor desviación al comportamiento ideal.

Las relaciones de presión-volumen de los gases ideales estan gobernadas

por la Ley de Boyle: el volumen es inmensamente proporcional a la presion

(a t y n constantes).

La ecuación del gas ideal, PV=nRT, combina las leyes de Boyle, Charles y

Abogador. Esta ecuación describe el comportamiento del gas ideal.

.

RECOMENDACIONES:

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Es recomendable saber el punto de ebullición de los líquidos

orgánicos volátiles a utilizar en el experimento. Al determinar la

densidad de gases por el Método de Víctor Meyer se utilizo un liquido

volatil, que era el cloroformo la cual tiene un punto de ebullición de

61.26ºC; si hubiéramos utilizado por ejemplo el éter como liquido

volátil, y lo introducíamos en el vaso después de haber calentado

durante 10 minutos; el éter al tener un punto de ebullición de 34.6ºC, y

siendo este menor al del cloroformo, se habría evaporado mas

rápidamente.

Al realizar el experimento sobre capacidades se pudo hallar las

capacidades caloríficas mediante el método de Clément y Desormes;

seria recomendable que todas las uniones del equipo de trabajo éter

herméticamente cerradas; así no se permitiría fugas de aire y

nuestros resultados experimentales tendrían un porcentaje error

mínimo.

VIII. BIBLIOGRAFIA

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Pons Muzzo, Gastón, “Fisicoquímica”, 5ta Edición, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima – Perú 1981.

CASTELLAN, Gilbert ."Fisicoquímica"

CHANG RAYMOND ."Fisicoquímica" Ediciones Continental.

DANIELS & ALBERTY. "Fisicoquímica" Ediciones CECSA, 1986.

PAGINAS WEB:

http://es.wikipedia.org/wiki/Gases

http://www.quimica.unam.mx/IMG/pdf/4acetona.pdf

http://www.vaxasoftware.com/doc_edu/qui/pvh2o.pdf

http://ces.iisc.ernet.in/energy/HC270799/HDL/ENV/envsp/Vol315.htm

IX. ANEXOS

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