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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCOFACULTAD DE INGENIERA GEOLGICA Y GEOGRAFACARRERA PROFESIONAL DE INGENIERA GEOLGICA TEMA: DETERMINACIN DE DENSIDAD DE LOS GASES Y MASA MOLAR O PESO MOLECULAR DE VAPORES DE LQUIDOS VOLTILES

ASIGNATURA: FisicoqumicaDOCENTE DE TEORA: Quim. Arapa Davalos, Miguel H.DOCENTE DE PRCTICA: Quim. Candia Amao, WashingtonALUMNA: Yepez Cruz, Neicy IleoneCDIGO: 134408HORARIO: Viernes (09-11) FECHA: Viernes 24 de octubre

CUSCO PER2014

LABORATORIO N 4INDICE

A. OBJETIVO..3B. MARCO TERICO....3C. EQUIPO Y DIAGRAMA DE INSTALACIN.6D. PROCEDIMENTO.7E. PARTE EXPERIMENTAL8F. OBSERVACIONES EXPERIMENTALES...9G. ANALISIS DE DATOS.9H. CONCLUSIONES10I. RECOMENDACIONES...10J. CUESTIONARIO.10K. BIBLIOGRAFIA...11

LABORATORIO N 4DETERMINACIN DE DENSIDAD DE LOS GASES Y MASA MOLAR O PESO MOLECULAR DE VAPORES DE LQUIDOS VOLTILES

A. OBJETIVO:Determinar el valor de la constante Volumen/ Temperatura a Presin constante para un gas determinado.

B. MARCO TERICO:

DEFINICIN DE MASA MOLARLa magnitud fsica que indica la cantidad de materia presente en un cuerpo recibe el nombre de masa. El trmino, que procede del latn masa, tiene como unidad en el Sistema Internacional al kilogramo (kg.).

MASA MOLARLa nocin de masa molar refiere a la masa de un mol de una cierta sustancia, expresada en gramos. Un mol, por su parte, es la cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales (tomos, molculas, iones, etc.) de un tipo como tomos presentes en 12 gramos de carbono-12.

La cantidad de unidades elementales que indica un mol de sustancia, por lo tanto, es constante, ya que no depende del tipo de material o de partcula. A esa cantidad se la conoce como nmero de Avogadro. Esta constante permite que los qumicos expresen el peso de los tomos. La ecuacin indica que un mol equivale a 6,022 x 10 elevado a 23 partculas.

La masa molar, en definitiva, expresa la masa de un mol en gramos. Si la masa molecular de una sustancia en uma es p, la masa molar de dicha sustancia tambin ser p, pero expresada en gramos.Para calcular la masa molar, hay que recurrir a la tabla peridica de elementos. Si tomamos el caso del agua (H2O), veremos que una molcula est compuesta por dos tomos de hidrgeno y un tomo de oxgeno. La masa atmica del hidrgeno, quitando decimales, es 1 uma y la del oxgeno, 16 uma. Al sumar estos datos de los dos tomos de hidrgeno y el tomo de oxgeno, obtenemos una masa molecular de 18 gramos. La masa molar del agua, por lo tanto, tambin es de 18 gramos.Masa molarEl peso molecular (abreviado como P.M.) es como antiguamente se denominaba a la masa molar relativa, el nombre que recibe actualmente. Se trata de una magnitud adimensional (que no est asociada a una dimensin fsica) igual al resultado de dividir la masa molar por la constante de masa molar, la cual relaciona la masa molar y el peso atmico. Tcnicamente, la masa molar relativa se desprende de medir la masa molar en una escala en la cual el valor de un tomo no enlazado de carbono-12, en su estado fundamental y en reposo sea 12.No se debe incurrir en el error de pensar que el peso molecular y la masa molar son conceptos equivalentes; su similitud en cuanto a los valores numricos es aprovechada por cuestiones de comodidad a la hora de realizar clculos, pero en ningn caso son datos intercambiables.

Cada sustancia tiene una nica masa molar, la cual es igual numricamente a su masa atmica, aunque esta ltima se expresa en uma, y esta informacin se encuentra en la tabla peridica. La razn de que cada elemento tenga una masa molar diferente es que sus tomos poseen un nmero diferente de electrones, protones y neutrones, lo cual repercute en sus masas atmicas.Es importante entender que el nmero que representa un mol es muy grande; por ejemplo, si bien una docena de manzanas podran ser ideales para que doce personas comieran fruta despus del almuerzo, un mol de manzanas tiene un volumen aproximado de 30 millones el de todos los ocanos de nuestro planeta.En qumica, el uso del mol est destinado a calcular el nmero de molculas y tomos que hay en una sustancia determinada, dado que se trata de elementos de un tamao extremadamente pequeo. En tan slo una gota de agua hay tantas molculas de H2O que la mayora de la gente no sabra cmo expresar la cantidad, y es por eso que el concepto de mol resulta tan til en estos casos, para evitar las magnitudes con millones, billones, trillones, etctera.LIQUIDOS VOLATILESUn lquido voltil es aquel que se evapora fcilmente por tener una presin de vapor alta a temperatura ambiente. Presin de vapor es la presin que ejerce un vapor en equilibrio con su lquido, es una presin interna. Dicho de otro modo: presin de vapor es la tendencia escapista que tienen las molculas de pasar de lquido a gas, y sta aumenta con la temperatura. Este escape de molculas del estado lquido al gaseoso se llama vaporizacin, pero en los lquidos voltiles se le denomina evaporacin pues se produce por debajo del punto de ebullicin. De ah sacamos dos caractersticas de los lquidos voltiles: poseen alta presin de vapor y bajo punto de ebullicin. Recordemos que el punto de ebullicin no es igual a la presin de vapor. Punto de ebullicin es el equilibrio entre presin de vapor y presin atmosfrica.

Ahora definamos otro concepto de nuestro inters: el peso molecular. El peso molecular es la suma de todas las masas atmicas de una molcula. Es lo que pesan 6.022x1023 molculas de un compuesto en gramos. Pero, cmo determinar la masa molecular de un lquido voltil? Como acabamos de ver, un lquido voltil se evapora y se convierte en gas. Existe una ley que nos permite calcular la presin, volumen, nmero de moles y temperatura de un gas: la Ley de los gases ideales. PV=nRT donde P es la presin (atm), V el volumen (L), n el nmero de moles( mol), R es la constante de proporcionalidad (0.0821 Latm/molK) y T es la temperatura absoluta (K). Un gas ideal sera entonces quel gas que se comporte exactamente con lo presentado por la teora, por desgracia, es inexistente debido a las condiciones de temperatura y presin. Sin embargo, sta frmula de los gases ideales nos es muy til ya que contiene un elemento del cual podemos sacar ventaja: el nmero de moles. Si recordamos la frmula para obtener el nmero de moles, tendremos que ste es igual al cociente de la masa entre el peso molecular (n=m/PM). Aj! Entonces, si sustituimos sta pequea igualdad en la ley de los gases ideales y hacemos los despejes correspondientes tendremos una frmula que nos dar el peso molecular de nuestro lquido voltil evaporado: PM=mRT/PV.

An nos quedan cabos sueltos por atar: la ley de los gases ideales pide la masa del gas, no del lquido. Y, cmo determinar la masa de un gas? Por fortuna, no somos los primeros que queremos determinar el peso molecular de un gas, Victor Meyer dise un mtodo para calcular el peso molecular de un gas, el cual consiste en un aparato que tiene un tubo de vidrio

C. EQUIPO Y DIAGRAMA DE INSTALACIN:

Balanza de Mohr Westphal Picnmetro Alcohol Agua destilada Termmetro para picnmetro

Figura 3. Armado de los instrumentos

Figura 4. Armado de los instrumentos

D. PROCEDIMENTO:. MTODO DE LA BALANZA DE MOH WESTPHAL Colocar la balanza sobre su pedestal y plataforma. Nivelar con el tornillo nivelador suspenda el buzo (flotador) de su gancho. Para calibrar, introduzca el buzo en la probeta vaca hasta llegar al equilibrio. Accionando el tornillo del soporte vertical, elevar el brazo de la balanza lo suficiente para permitir que despus la probeta con la muestra pueda colocarse debajo del buzo, sin que este toque el fondo de la probeta ni las paredes de la probeta. Ajustar el tornillo nivelador hasta conseguir el equilibrio de la balanza (coincidencia de la aguja fiel con la lnea media de la escala estacionaria). Poner la muestra en la probeta y sumergir el flotador. Colocar los reiters (jinetillos) en el brazo de la balanza, hasta establecer el equilibrio. La gravedad especfica del lquido es la suma de los valores relativos de los reiters a la temperatura que indica el termmetro del buzo Empleando el procedimiento anterior, determine la gravedad especfica del agua destilada, de un lquido problema y de soluciones a diferentes concentraciones de un determinado soluto en agua.METODO DEL PICNMETRO Lavar bien el picnmetro con agua de cao y detergente, si es necesario llenar con mezcla sulfocrmica y dejar asi por unos minutos. Si el picnmetro se encontrase con humedad dejar escurrir sobre papel absorbente o secar en estufa. Usar la balanza de precisin para las pesadas. Enrasar el picnmetro con las muestras patrn y luego de finalizada la determinacin con el agua, proceder de la misma forma con alcohol, para que estas densidades determinadas sean parmetros de comparacin Enrasar el picnmetro con las soluciones preparadas. Determinar las densidades de las soluciones a las diferentes temperaturas (20, 25 y 30 grados), para esto se introduce el picnmetro lleno en bao termosttico. Se seca cuidadosamente con papel absorbente por la parte de fuera. Cuando el picnmetro alcance la temperatura luego se procede a pesar. E. PARTE EXPERIMENTAL:

T0 = 22C = 295KV0 = 153.2 = 1925.59 L / KTabla 1Datos experimentalesNT CNIVEL DE BURBUJA (mL)

1T1=22.5V1=154.8

2T2=23V2=155.1

3T3=23.5V3=155.3

4T4=24V4=155.6

5T5=24.1V5=155.8

6T6=24.14V6=155.9

7T7=25.5V7=156.7

8T8=26.5V8=157.4

9T9=27.5V9=158.3

10T10=29.5V10=159.7

11T11=31.2V11=160.7

12T12=32.5V12=161.6

F. OBSERVACIONES EXPERIMENTALES:

La temperatura del recipiente que contiene el matraz aumenta progresivamente debido a que aumentaba el volumen al moento de agragar el agua de otro recipiente con una temperatura elevada. La presin se mantiene constante pero con una pequea deferencia.

G. ANALISIS DE DATOS:Tabla 2.Hallando la presinT (K)V (L)V/T=K (L/K)

T1=295.5V1=0.15481908.91

T2=296V2=0.15511908.45

T3=296.5V3=0.15531909.21

T4=297V4=0.15561908.74

T5=297.1V5=0.15581906.93

T6=297.14V6=0.15591905.97

T7=298.5V7=0.15671904.91

T8=299.5V8=0.15741902.80

T9=300.5V9=0.15831898.29

T10=302.5V10=0.15971894.18

T11=304.2V11=0.16071892.97

T12=305.5V12=0.16161890.47

H. CONCLUSIONES:

Para una cierta cantidad de gas a una presin constante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura, el volumen del gas disminuye. Esto se debe a que la temperatura est directamente relacionada con laenerga cintica(debido al movimiento) de las molculas del gas. As que, para cierta cantidad de gas a una presin dada, a mayor velocidad de las molculas (temperatura), mayor volumen del gas.

I. RECOMENDACIONES:

Utilizar adecuadamente los instrumentos para tener medidas mas precisas.

J. CUESTIONARIO:

A partir de los datos obtenidos elaborar curvas y grficos.

Interpretar los datos y grficos.

La presin se mantiene constante y los valores de temperatura y volumen aumentan.

K. BIBLIOGRAFIA:

Lea, Susan M., Burke, John Robert. (1999 Fsica Vol. I. Lanaturalezade las cosas Mxico. Editorial internacional Thomson.Editorial Luis Vives S.A. Serway, Raymond A. 1997 Fsica tomo I. Mxico Cuartaedicin. Editorial McGraw-HILL Valero Michael 1996.Fsica Fundamental 1. Colombia. Editorial Norma. Zalamea, Eduardo; Paris E., Roberto; Rodrguez, Jairo Arbey 1985 Fsica I, Bogota Educar Editores. Peas Cano, Jess (2009) Leyes de los gases http://www.educaplus.org/gases/ley_charles.html Nieto Hernndez, rik Anuard ( 2011) LEY DE CHARLEShttp://teocinemate.blogspot.com/2011/12/ley-de-charles-elfisico-frances-jacques.html