Determinación del peso molecular de un líquido
volátil por el método de la densidad de vapor
Objetivo:
Poder conocer un nuevo método para la estimación de los pesos o masas
moleculares de los líquidos.
Introducción:
Un líquido volátil es aquel que se evapora fácilmente por tener una presión de
vapor alta a temperatura ambiente, la presión de vapor es la presión que ejerce
un vapor en equilibrio con su líquido, es una presión interna, este escape de
moléculas del estado líquido al gaseoso se llama vaporización, pero en los
líquidos volátiles se le denomina evaporación pues se produce por debajo del
punto de ebullición, un líquido volátil se evapora y se convierte en gas.
Existe una ley que nos permite calcular la presión, volumen, número de moles y
temperatura de un gas: la “Ley de los gases ideales”.
PV=nRT donde P es la presión (atm), V el volumen (L), n el número de moles
(mol), R es la constante de proporcionalidad (0.0821 Latm/molK) y T es la
temperatura absoluta (K). Un gas ideal sería entonces aquel gas que se comporte
exactamente con lo presentado por la teoría, por desgracia, es inexistente
debido a las condiciones de temperatura y presión.
En volúmenes iguales de todos los gases, medidos en las mismas
condiciones de presióny temperatura, existen igual número de moléculas.
Cada molécula, dependiendo de los átomos que la compongan, deberá tener la
misma masa. Es así que puede hallarse la masa relativa de un gas de acuerdo al
volumen que ocupe. La hipótesis de Avogadro permitió determinar el peso
molecular relativo de los gases.
Materiales y reactivos:
1 soporte universal
1 vaso de precipitado de 800 mL
Papel aluminio
Alambre de cobre
1 mechero Bunsen
1 Anillo de fierro
2 matraz Erlenmeyer de 125 mL
2 Pinzas 3 dedos
1 Pipeta de 5 mL
1 Perilla
1 Matraz volumétrico de 50 mL
1 Bureta
Reactivo
Benceno
Procedimiento experimental
1. Lavar y secar totalmente un matraz Ernlenmeyer de 125 mL
2. Cortar un trozo de papel aluminio, de un tamaño tal que cubra completamente
la boca del matraz.
3. Hacer un pequeño orificio en el centro del papel con una aguja delgada.
4. Cortar un segmento de alambre de cobre delgado, suficientemente largo como
para atar el papel aluminio a la boca del matraz.}
5. Pesar el matraz, el papel aluminio y el hilo de cobre juntos. Anotar su peso
total
6. Colocar 6 mL de benceno en el matraz y cubrir la boca envolviendo el papel
aluminio. Sujetarlo con el alambre de cobre
7. Montar un baño María usando un vaso de precipitado de 800 mL. Colocar el
matraz en su interior para cerciorarse que el agua lo cubra, añadir 4 mL de HCL
1N al agua en el interior del vaso, para evitar la ebulliciónviolenta.
8. Retirar el matraz calentar el agua hasta su punto de ebullición (anotar la
temperatura de ebullición).
9. Una vez que el agua esté en ebullición, colocar de nuevo el matraz como lo
muestra la figura 3.
10. Dejar que se evapore totalmente el benceno en su interior
11. Una vez que el benceno se ha evaporado completamente, retirar de inmediato
el matraz, secarlo bien y dejar que se enfrié a temperatura ambiente hasta que
se condense el benceno gaseoso en su interior.
12. Pesar el matraz y su contenido. Anotar el peso. La masa de benceno
remanente en el matraz es igual a la masa de benceno gaseoso a la presión
barométrica local y a la temperatura de ebullición del agua
13. Lavar y secar bien el matraz. Determinar su volumen exacto mediante adición
de agua con una bureta
14. Determinar la densidad del benceno
15. Determinar el peso molecular del benceno mediante:
Donde t es la temperatura de ebullición en el experimento, P es la presión de
vapor del benceno igual a la presión barométrica, porque el sistema está
abierto y en equilibrio con la presión atmosférica, V es el volumen del matraz.
16. Repetir el experimento y calcula el M promedio del benceno. Compara con el
valor teórico aceptado para esa sustancia
Registro de datos y resultados
Determinar benceno gaseoso
Temperatura: 29° C
aˆ†m = mF- mL= 96.4592 – 95.657 = .8022 gr
= 5.08x gr/mL
Ec. Gas ideal
PV= nRT
=
Resultados ydiscusión
En esta práctica pude observar cómo es que para poder llegar a los resultados
deseados influyen muchos factores que nos pueden impedir llegar a nuestro
objetivo, por ejemplo la temperatura, el medio (aire), materiales no
esterilizados entre otros, ya que por estas limitantes los números que nos
proporciona la balanza no son totalmente ciertos, ya que por algunas de estas
condiciones, los números varían y esto hizo que la practica se saliera del
rango numérico que esperábamos, ya que teóricamente el benceno tiene un peso
molecular 78.1121 gr/mol y el resultado que se obtuvo fue de un poco menos del
doble 125.94 gr/mol. Debemos de tener precaución a la hora de hacer las
prácticas para así tratar de disminuir el margen de error que pudiéramos llegar
a tener.
Cuestionario
1.- Describe un método utilizado para la determinación del peso molecular de
líquidos volátiles
En el método de Clément y Desormes se produce una rápida compresión de un gas a
baja presión y temperatura ambiente contenido en un recipiente. A continuación
se deja que el gas vuelva a su temperatura inicial. Durante el proceso se
registran las presiones del gas: la inicial, la resultante después de la
compresión y la final, al volver el gas a la temperatura ambiente
Dumas demostró que el peso molecular de algunos compuestos orgánicos era
directamente proporcional a la densidad de vapor del compuesto, y, usando este
principio, creó un método para determinarlos pesos atómicos, especialmente de
gases y líquidos con bajos puntos de ebullición y cuyos vapores cumplen la ley
de gas ideal.
2.- Mencionar algunos ejemplos de sustancias cuyo peso molecular podría ser
determinado por el método que uso en este experimento
Cloroformo y alcohol
3.- Menciona la importancia de la determinación del peso molecular de una
sustancia
Es importante pues permite conocer exactamente la cantidad de productos
químicos que debe mezclar para que reaccionen sin desperdicio. Puede igualmente
calcular los pesos de dichos productos.
4.-Partiendo de la ecuación de la Ley general del Estado Gaseoso, obtener la
ecuación que calcula el peso molecular.
PM = ρ RT/P
Conclusión
Debido a las condiciones no llegamos al resultado deseado ya que obtuvimos un
poco menos del doble del peso molecular del benceno. Tenemos que tomar en
cuenta los factores, que nos rodean para poder realizar una mejor practica.
