Universidad Nacional Autónoma de México.
Facultad de Estudios Superiores Zaragoza.
Laboratorio I
Resumen
Se realizó un experimento con etanol (líquido volátil), para calcular su peso
molecular en estado gaseoso por el método de Dumas y poder compararlo con el
peso molecular teórico que fue de 46.07, dado que la principal impureza del
etanol, es el agua, en la que fue sumergido el matraz que lo contenía, los
resultados se alteraron dando aproximadamente la mitad del peso molecular
esperado.
Marco teórico.
‚© Peso molecular
Es la suma de los pesos atómicos que entran en la fórmula molecular de un
compuesto, éste tiene una medida establecida por la UIPAC que se llama uma
(unidad de masa atómica). Representa la masa relativa
promedio de una molécula de una sustancia covalente. Se
determina sumando los pesos atómicos de los elementos tomando en cuenta el
número de átomos de cada uno en la molécula. Es el número que señala
cuantas veces mayor es la masa de una molécula de una sustancia con respecto al
uma.
ï‚© Presión
Es la magnitud que relaciona la fuerza con la superficie que actúa, es decir,
equivale a la fuerza que actúa sobre la unidad de superficie. Sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza
resultante sobre una superficie.
‚© Presión atmosférica
Es lapresión que ejerce el aire en cualquier punto de la atmósfera, cuando hay
frío la presión aumenta y cuando hace calor ésta disminuye, es la fuerza que
ejerce el aire atmosférica sobre la superficie terrestre.
‚© Presión de vapor
Es la presión de un sistema cuando el sólido o líquido se hallan en equilibrio
con su vapor. La presión de vapor de un líquido se
relaciona con la temperatura, de la cual su única función es la saturación. Es
la presión de vapor o gaseosa de un sólido o líquido
sobre la fase líquida para una temperatura determinada, en la que la fase
líquida y el vapor están en equilibrio.
‚© Punto de ebullición
Es el valor de la temperatura para la cual la presión de vapor saturado de un
líquido cualquiera, alcanza la presión a que está sometido. Es la temperatura a
la cual la presión de vapor de un líquido se iguala a
la presión de vapor del
medio en el que se encuentra.
‚© Volumen
Se define como
la cantidad de espacio que ocupa un cuerpo, o un sistema. Es
una magnitud física derivada, m3, en cuestión química es más utilizada en la
probeta.
Densidad
Es una propiedad de los sólidos, así cómo de los líquidos e incluso de los
gases, del grado de compactación de un material, dicho material se encuentra
comprimido en un espacio determinado, se mide en cantidad de masa por unidad de
volumen g/cm3.
‚© Temperatura
Es una magnitud física que refleja la cantidad de calor de un cuerpo, objeto o
ambiente,el estado de solubilidad y volumen de la materia dependen de la
temperatura. Está relacionada con la energía interior de los sistemas
termodinámicas, cuantifica la actividad de las moléculas de la materia a mayor
temperatura.
‚© Teoría Cinética molecular
ï¶ Se basa en los siguientes postulados:
ï¶ Este movimiento se modifica si las partículas chocan entre sí o con las
paredes del
recipiente.
ï¶ El volumen de las partículas se considera despreciable comparada con el
volumen del gas
ï¶ Entre las partículas no existen fuerzas atractivas ni repulsivas (no se
gana ni pierde energía
ï¶ La Energía Cinética media de las partículas es proporcional a la
temperatura absoluta del gas
ï¶ Cuando las moléculas están muy juntas, las fuerzas de cohesión son muy
grandes.
¶ En el estado gaseoso no existe fuerza de cohesión
a excepción de cuando hay una colisión.
‚© Fuerzas intermoleculares
Dentro de una molécula, los átomos están unidos mediante fuerzas
intramoleculares (enlaces iónicos, covalentes y metálicos), estas fuerzas deben
ser vencidas para un cambio químico son fuerzas débiles pero muy numerosas.
ï‚© Ley de Boyle
Es la relación entre la presión y el volumen de un gas cuando la temperatura es
constante, fue descubierta en 1662, se establece que la presión de un gas en un
recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente,
cuando la temperatura es constante, si la presión aumenta, el volumendisminuye
y viceversa, al aumentar el volumen las partículas del gas tardan más en llegar
a las paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de
tiempo contra ellas.
ï‚© Ley de Gay – Lussac
Relación entre la presión y la temperatura de un gas cuando el volumen es constante,
1800 establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando
el volumen es constante. Si se aumenta la temperatura,
aumentará la presión y viceversa. Al aumentar las moléculas del
gas se mueven más rápidamente y por lo tanto aumenta el número de choques
contra las paredes, aumenta la presión ya que le recipiente de paredes fijas y
su volumen no puede cambiar.
‚© Ley de Avogadro.
Enuncia la relación entre la cantidad del gas y su volumen cuando se mantienen
constantes la temperatura y la presión, si se aumenta la cantidad de gas, habrá
mayor número de moléculas y aumenta la frecuencia de los choques con las
paredes del recipiente que implica que la presión sea mayor.
ï‚© Ecuación del estado gaseoso.
La combinación de la ley de Boyle y Charles dio como resultado esta ecuación, que es la relación
matemática entre el volumen, temperatura y presión de una muestra determinada
de gas
PV/ T = K
Planteamiento del problema
sCómo obtener el peso molecular del etanol
(líquido volátil) a través del
método de Dumas?
Objetivo General
Determinar el peso molecular del etanol mediante el método de
Dumas.
Objetivosespecíficos
 Cuantificar el peso molecular del etanol en estado líquido y cuantificarlo
cuando sea gas
 Observar la transición que sufre el etanol de líquido a gas
 Determinar si al experimentar el etanol cumple con su punto de ebullición
 Analizar el comportamiento del etanol durante todo el proceso
 Medir el tiempo en el que ocurre el cambio de estado
Hipótesis
Si el etanol es un líquido volátil, el cual tiene punto de ebullición de 78.3oC
y por lo tanto se evaporará para pasar a estado gaseoso, se espera poder
calcular el peso molecular a través del método de Dumas y verificar si el peso
molecular en estado gaseoso (experimental) se aproxima al teórico que es de
46.07 uma.
Material
ï‚« De vidrio para contener
Vaso de precipitados 150 ml
Matraz Erlenmeyer 25 ml
ï‚« General
Rejilla
Pinzas de tres dedos
Pinza de doble presión
Soporte universal
ï‚« Instrumentos
Termómetro de inmersión parcial 1- 100o marca Brannan
Balanza analítica
ï‚« Equipo
Parrilla de calentamiento
Reactivo
Etanol CH3 – CH2 – OH
Método
ï“ Se introdujo un líquido volátil (etanol) en un
matraz previamente pesado, con una abertura pequeña.
ï“ Se añadieron 3ml de etanol y se cerró el matraz.
ï“ En un vaso de precipitados de 150ml se sumergió el
matraz en baño María, para calentarlo, fijándolo con una pinza de tres dedos
para que quede totalmente sumergido. El agua no debe llegar a la boca del
matraz, así sevolatilizará el líquido.
ï“ El resultante llenó el matraz, desplazando el aire
que salió por la pequeña abertura.
ï“ Se inclinó ligeramente el matraz ´para que no se
acumulen las burbujas de vapor en el fondo.
ï“ El agua se calentó con lentitud hasta llegar a la
ebullición. Debe haber seguridad de que no quedó
líquido condensado en el cuello del
matraz.
ï“ Escapó un exceso de vapor, hasta que la presión en
el interior del
matraz fue igual a la presión atmosférica en el exterior.
ï“ Después de la evaporación, se debe calentó 5
minutos más.
ï“ Se retiró el matraz del
baño María aflojando la varilla de la pinza del soporte.
ï“ El matraz quedó lleno de vapor, lo pequeño de la
abertura impidió que vuelva a penetrar una cantidad apreciable del aire.
ï“ Se retiró el matraz del baño María y se dejó enfriar a
temperatura ambiente para que el vapor condense el líquido.
ï“ Se secó el matraz procurando no agitarlo.
ï“ También se pesaron las partes que se utilizaron
para sellarlo.
Bibliografía
 Hawley Gessner, Diccionario de Química y productos químicos, editorial
Omega, 1992.
€¦ Brescia Frank, Fundamentos de Química. Métodos de laboratorio químico, Continental, 1979.
€¦ Gonies y otros, Práctica de química aplicada. España, 1995.
€¦ Cristian P.G., Química Analítica, Limusa, México.
€¦ Rivas Jorge, Introducción al trabajo de
laboratorio, UNAM, FES Zaragoza, 2008.
€¦ Maron Samuel, fundamentos de fisicoquímica, Limusa
México, 2012.
