Universidad Rafael Landívar

Facultad de Ingeniería

Ing. Química Industrial

Laboratorio de Fisicoquímica

Ing. Josué Manuel Castañeda

PRACTICA #2

POST. DETERMINACIÓN DE PESOS MOLECULARES

PARTE B

Ruth María Catalán Reyes

Carné 1112113

Sección: 03

Guatemala 4 de Febrero del 2015

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I. ABSTRACT

La segunda practica nombrada determinación de pesos moleculares,

realizada el 21 de enero del 2015 tuvo como objetivo determinar el peso

molecular de un líquido desconocido aplicando la ley de los gases ideales

para determinar el reactivo en él, teniendo como opciones de reactivos el

metanol, etanol, cloroformo y benceno.

Se llevó a ebullición la sustancia en un sistema de baño maría y luego se

condenso a temperatura ambiente el vapor que permaneció dentro del

Erlenmeyer y se pesó dicha sustancia. Se realizó el mismo procedimiento

con etanol para poder comparar los resultados de ambos procedimientos

y mejorar la exactitud de la medición. Aplicando la ley de los gases ideales

se obtuvo el valor del peso molecular del reactivo el cual fue de

123.72 𝑚𝑜𝑙/𝑔 por lo que se concluye que el reactivo utilizado fue

cloroformo.

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II. RESULTADOS

TABLA#1 Pesos después de haber calentado la muestra y el etanol con la fórmula de

gas ideal

Reactivo Masa molar del compuesto

Reactivo 123.72 𝑚𝑜𝑙/𝑔

Etanol 50.70 mol/g

TABLA# 2 Error porcentual de las muestra

Reactivo Masa molar del compuesto

Cloroformo 3.96%

Etanol 10.05%

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III. DISCUSIÓN DE RESULTADOS

o En la tercera práctica se calculó el volumen y la masa del matraz

luego de llevar a ebullición el líquido. El punto de ebullición de una

sustancia es afectado por la presión, por lo que se tomó en cuenta

la presión del laboratorio de ese día, la cual fue de 1.0075 atm El

líquido se llevó a un proceso en el que la energía del sistema

permaneció constante con sus alrededores. El proceso utilizado para

llevar a ebullición el líquido fue armar un sistema de baño maría en

un beaker con erlen meyer, ya que se calentaría a altas

temperaturas y la función de dicho baño fue calentar lentamente y

a una temperatura uniforme.

El sistema que se armo es un sistema abierto en el que el mechero

proporciono la energía al sistema para facilitar el cambio de estado

del líquido por medio de un calentamiento irreversible. Calentando

el agua en el beaker el cual se mantuvo en un equilibrio dinámico

con su entorno. Se pudo observar que el líquido de muestra el cual

tenía un punto de ebullición menor al del agua, entre los 65°C y los

78°C empezó a ebullir dejando ver la formación de burbujas en la

solución. Es decir que la presión se igualo a la presión de vapor. El

líquido se evaporo de una forma lenta a medida que el flujo de calor

aumento, hubo un cambio de fase de líquido a gaseoso. En el

estado gaseoso las moléculas son poco estables, poseen poca

atracción. Como se mencionó anteriormente la presión afecta el

punto de ebullición se tomó en cuenta que el dato experimental

estaría en un rango menor al teórico debido a este cambio en las

condiciones iniciales. Luego del calentamiento y la completa

evaporización de la sustancia se dejó enfriar a temperatura

ambiente y se observó cómo se condensaban las moléculas de gas

que se encontraban dentro del Erlenmeyer. Con la masa y el

volumen de ese líquido obtenido se pudo calcular el peso molecular

de la sustancia para poder determinar que compuesto se estaba

examinando.

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o Se tuvo como objetivo general determinar el peso molecular de un

líquido desconocido aplicando la ley de los gases ideales. Luego de

la condensación del líquido se tomó el dato de su masa y de su

volumen datos utilizados para obtener el peso molecular. La ley de

Rault determina la definición de un gas ideal a partir de la fórmula

utilizada PV = nRT, pero esta misma fórmula se puede expresar en

relación a la masa molar que era la variable de interés. 𝜇 =𝑚𝑇𝑅

𝑃𝑉 .

Como se puede observar se contaba con el dato de la presión del

laboratorio, el volumen obtenido del matraz, el peso, la temperatura

de ebullición y la constante. El dato del volumen se obtuvo con una

relación al medir la capacidad de volumen que contenía el

Erlenmeyer, el dato de la masa se obtuvo por la diferencia de peso

antes de llevarlo a ebullición y luego de hacerlo, la temperatura fue

la medida en el momento que empezó a ebullir y por ultimo debido

a las dimensionales la constante utilizada fue de 0.082L-atm/mol-K.

Estos datos facilitaron la obtención del peso molecular de la muestra

el cual fue de 123.72 g/mol y el del etanol también utilizado en la

práctica fue de 50.70 g/mol. Al comparar el peso del etanol con el

valor ya conocido se pudo determinar que la diferencia era

significativa por lo que se realizó un porcentaje de error de ambos

compuestos.

o También se tuvo como objetivo específico el de identificar el líquido

problema por medio de su peso molecular. Al momento de calcular

el peso molecular de ambas sustancias se tomó en cuenta la del

líquido desconocido para poder determinar de que compuesto

estábamos hablando teniendo como opciones cloroformo, metanol,

etanol y benceno. El peso molecular y el punto de ebullición teórico

más cercano a los datos obtenidos en el laboratorio fueron los del

compuesto cloroformo. Los datos teóricos son 62°C y 119g/mol. Por lo

que se determinó que la muestra que se estaba analizando era la

misma. El cloroformo es muy utilizado en la industria como reactivo

debido a su polaridad en el enlace C-Cl, se utiliza generalmente

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como disolvente, desengrasante, fumigante, etc. Se pudo calcular el

peso molecular del clorformo con esta técnica porque es una

sustancia volátil, lo que quiere decir que su transformación de fase

liquida a un estado de vapor de una manera más efectiva.

o Y por último se tuvo como objetivo determinar el porcentaje de error

entre el dato experimental y el teórico para concluir si el

experimento fue efectivo o no. Dicho porcentaje se calculó entre la

masa molar teórica y la masa molar obtenida por el cálculo del gas

ideal. Ya que el etanol se utilizó como sustancia para comparar los

resultados del líquido desconocido también se le saco un porcentaje

de error. El porcentaje obtenido del líquido desconocido, en este

caso cloroformo, fue de 3.6% un error bastante bajo por lo que

determina la exactitud de la medida. Y el del etanol fue de 10.5% el

cual es un porcentaje más alto de lo deseado y de lo esperado en

un experimento con un procedimiento adecuado.

Los errores se pueden dar debido a varios factores dependiendo el

proceso. En dicha práctica se puede pensar que se debe a que la

sustancia no estaba pura y podía contener interferentes, errores

instrumentales para calcular ciertas propiedades o por ultimo error

humano el cual pudo haber sido un error en el procedimiento.

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IV. CONCLUSIONES

1. Se determinó que la muestra desconocida era el reactivo cloroformo

ya que la masa obtenida fue de 125.6 g/mol.

2. Se determinó que el peso molecular de la muestra era mayor que el

peso molecular del etanol el cual fue de 50.70 g/mol

3. El volumen molar parcial se define como la relación entre la

concentración de la mezcla y el volumen de la molécula.

4. El error porcentual entre los datos experimentales y teóricos fue de

3.6% para el líquido utilizado el cual fue cloroformo.

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V. BIBLIOGRAFÍA

1. Engel, Thomas. Reid, Phillip (2007) Introducción a la Fisicoquímica

Pearson Educación.

2. De Paula, Atkins. De Paula, Julio (2007) Quimica-Fisica Editorial

Medica Panamericana

3. Rossel, Jose Luis. Viciano, Fernando (2005) Termodinamica Quimica

Universitat Jaume

4. Jones, Lorreta. Atkins Peter (2006) Principios de Química: los caminos

al descubrimiento. Editorial medica panamericana.

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VI. APENDICE

DIAGRAMA DE EQUIPO

DIAGRAMA#1

DATOS ORIGINALES

TABLA#3 Pesos tomados en el laboratorio

Dato Peso (g)

Peso original del Erlenmeyer 61.3±0.005

Peso Erlenmeyer con muestra problema 68.01 ±0.005

Peso Erlenmeyer con etanol 63.8 ±0.005

TABLA#4 Temperaturas de ebullición

Reactivo Temperatura

Muestra problema 78°C

Etanol 78°C

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TABLA#5 Temperatura y presión en el laboratorio

Temperatura (°C)

14°C Presión (mmHg)

765.7 mmHg

DATOS CALCULADOS

TABLA#6 Pesos después de haber calentado la muestra y el etanol

Dato Peso (g)

Peso Erlenmeyer con el gas de la muestra problema

6.71

Peso Erlenmeyer con etanol 2.75

TABLA#7 Temperatura del lavatorio y puntos de ebullición en Kelvin

Temperatura (°C)

287.15

TABLA#8 Presión del día en escala Atm

Presión (atm)

1.0075

TABLA#9 Resultados con la fórmula del gas ideal

Reactivo Masa molar del compuesto

Reactivo 123.72 𝑚𝑜𝑙/𝑔

Etanol 50.70 mol/g

TABLA#10 Error porcentual de los reactivos

Reactivo Masa molar del compuesto

Cloroformo 3.96%

Etanol 10.05%

Reactivo Temperatura

Muestra problema 351.15°C

Etanol 351.15°C

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MUESTRA DE CÁLCULOS

TABLA#11 Cálculos realizados

Cálculo Fórmula Ejemplo

Masa molar

de la muestra y etanol

𝜇 =𝑚𝑇𝑅

𝑃𝑉

𝜇 =6.71(0.082)(351.15)

1.0075 (1.55)

= 123.72 𝑚𝑜𝑙/𝑔

% error entre la masa molar

teórica y calculado

% 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟

= |𝑚 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖 − 𝑚 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜|

𝑚 𝑡𝑜𝑟𝑖𝑐𝑎∗ 100

% 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 = 123.72 − 119

119∗ 100 =

3.96%

Temperatura

𝐾 = 273.15 + °𝐶

𝐾 = 273.15 + 14°𝐶 = 287.15 𝐾

Masa del gas

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑔𝑎𝑠 =

𝐸𝑟𝑙𝑒𝑛𝑚𝑒𝑦𝑒𝑟 𝑣𝑎𝑐𝑖𝑎− 𝐸𝑟𝑙𝑒𝑛𝑚𝑒𝑦𝑒𝑟 𝑐𝑜𝑛 𝑔𝑎𝑠

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑔𝑎𝑠 = 70.53 − 61.3 =

9.23 𝑔

Presión

𝑃 = 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑚𝑚𝐻𝑔

∗ 1 𝑎𝑡𝑚

760 𝑚𝑚𝐻𝑔

𝑃 = 765.7 𝑚𝑚𝐻𝑔 ∗ 1 𝑎𝑡𝑚

760 𝑚𝑚𝐻𝑔

= 1.0075 atm

CAMBIOS AL PROCEDIMIENTO

N.A.