Determinacion DE LA Densidad Y PESO Molecular DE CO2 PDF

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Determinación de la densidad y peso molecular del CO2,practica informe....

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DETERMINACION DE LA DENSIDAD Y PESO MOLECULAR DE CO2 Universidad de Pamplona, Facultad de Ingenierías y Arquitectura, Departamento de Ingeniería ambiental, Civil y Química, Programa de Ingeniería Química. Pamplona, Norte de Santander 1 de octubre de 2018

RESUMEN En este laboratorio se determino la densidad y el peso molecular del CO2 a partir de una tableta efervescente Alka-Seltzer, además, se analizo su efervescencia en medios de agua destilada y acido clorhídrico, donde se observo mayor efervescencia en el HCl.

PALABRAS CLAVES: densidad, peso molecular, dióxido de carbono, efervescencia, ácido clorhídrico.

ABSTRAC In this laboratory, the density and molecular weight of CO2 were determined from an Alka-Seltzer effervescent tablet, and its effervescence was analyzed in distilled water and hydrochloric acid media, where greater effervescence was observed in HCl. KEY WORDS: density, molecular weight, carbon dioxide, effervescence, hydrochloric acid.

INTRODUCCION La masa molecular (masa molecular relativa o peso fórmula) es un número que indica cuántas veces la masa de una molécula de una sustancia es mayor que la unidad de masa molecular y sus elementos, se calcula sumando todas las masas atómicas

de dicho elemento. Su valor numérico coincide con el de masa molar, pero expresado en unidades de masa atómica, en lugar de gramos /mol. La masa molecular alude a una sola molécula, mientras que la masa molar corresponde a un mol (N = 6,022·1023) de moléculas. [1]

Todos los elementos existentes tienen peso molecular y densidad incluido los gases, en la familia de los gases se encuentran dos grupos: reales e El gas ideal está ideales. contemplado como parte del grupo de los gases teóricos por componerse de partículas puntuales que se mueven de modo aleatorio y que no interactúan entre sí. El gas real, en cambio, es aquel que posee un comportamiento termodinámico y que no sigue la misma ecuación de estado de los gases ideales. [2] Mientras los gases reales se vuelvan menos densos, sus propiedades PVT se acercarán cada vez más a las que predice la ecuación del gas ideal. Todos los gases a densidad suficientemente baja siguen la ecuación del gas ideal. La densidad  es la masa dividida entre el volumen: [3]

la Tierra. Este compuesto químico se encuentra en la naturaleza y está compuesto de un átomo de carbono unido con enlaces covalentes dobles a dos átomos de oxigeno. [4] Ya que existen varios factores que pueden afectar al momento de determinar algunas de estas propiedades en los distintos elementos y compuestos, un estudio se realizo para determinar la densidad de un gas natural de dos formas distintas a las normales basados en inteligencia artificial. [5] sin embargo, se puede utilizar la ecuación del porcentaje de error para comparar sus resultados.

Ecuación 3

MATERIALES Y REACTIVOS

Ecuación 1

Se realizo un montaje de recolección de CO2, se utilizó agua destilada, HCl (no se conoce marca) y Alka-Seltzer (valler)

donde M es la masa por unidad de cantidad de sustancia. De aquí que, para un gas ideal, la ecuación PV  nRT se puede escribir de la forma: [3]

PROCEDIMIENTO: para determinar la densidad del CO2 lo que se realizo fue partir una tableta de Alka-Seltzer en cuatro partes luego se pesaron en una balanza analítica.

Ecuación 2

se procedió a realizar el montaje para recoger el CO2 lo que se utilizo fue un Erlenmeyer con desprendimiento lateral de 100ml con 30ml de agua destilada, una probeta de 200ml llena y una vaso precipitado de 1000ml se llenó con agua de la llave hasta que

Con las ecuaciones anteriores se puede utilizar también en el CO2, es un gas incoloro y vital para la vida en

alcanzo los 500ml. la probeta se colocó boca abajo en el vaso precipitado con un manguera que venía conectada desde el Erlenmeyer lo cual se suspendió la fracción de pasilla de Alka-Seltzer con teflón y se colocó en el Erlenmeyer sin que tocara el agua y se tapó se anotó su volumen inicial luego se agito suavemente y se dejó hasta que dejara de burbujear y se tomó nota el volumen final se realizó este procedimiento 2 veces con agua destilada y 2 con HCl (no se obtuvo marca).figura 1

Figura1: montaje para recolectar el co2

ANALISIS Y RESULTADOS Tabla 1

Tabla 2 (ver anexos)

Tabla 3 (ver anexos)

Los pesos obtenidos en gramos y el volumen de cada muestra se encuentran registrados en la TABLA 1, la muestra 1 se colocó en contacto con H2O obteniendo un volumen de 81 mL, al poner en contacto la muestra 2 con H2O se obtuvo un volumen de 48 mL lo cual determinó que dio un valor correcto en comparación con la muestra 1, la muestra 3 y 4 se pusieron en contacto con HCl las cuales arrojaron un volumen de 111 mL y 87 mL respectivamente, si comparamos las muestras 3 y 4 con las muestras 1 y 2 se puede observar que las muestras 3 y 4 obtuvieron un mayor volumen, esto se debe a que estas muestras se colocaron en contacto con HCl y este funciona como un catalizador acelerando la reacción entre el HCl y la pastilla de Alka-Seltzer, aprovechando más el dióxido de carbono liberado. Muestras Masa (g) Volumen (mL) Temperatura °C 1 + H2O 0.9675 81 21 2 + H2O 0.5482 48 21

3 + HCl 0.5089 111 21 4 + HCl 0.4586 87 21 Los gramos de dióxido de carbono registrados en la TABLA 2, se hallaron por medio de la ecuación de los gases ideales (Ecuación 1) haciendo un despeje quedando de la siguiente manera �=(�� � � 2) (�)(�) (R)(T), tomando como presión, la presión atmosférica de la ciudad de Pamplona (0.7370 atm) y utilizando los volúmenes de cada muestra y las temperaturas registradas en la TABLA 1. Si comparamos las muestras 1 y 4 podemos observar que tienen casi los mismos gramos de CO2 (TABLA 2), pero cabe resaltar que la muestra 1 es más pesada que la muestra 4 (TABLA 1), estos gramos parecidos se deben a que la muestra 4 fue puesta en contacto con HCl que es un catalizador y la muestra 1 con H2O (TABLA 1). Comparando las muestras 2 y 3 podemos observar que tienen una masa parecida (TABLA 1), sin embargo, calculando la cantidad de CO2 podemos observar que la muestra 3 tiene mayor cantidad de CO2 que la muestra 2 (TABLA 2), esto se debe a que la muestra 3 fue puesta en contacto con HCl y la 2 con H2O. Haciendo uso de la ecuación 2 se calcularon las densidades registradas en la TABLA 2, una vez teniendo las densidades de cada muestra se promediaron obteniendo la densidad experimental del CO2 (1.3434x10-3 g/mL) que al compararse con la densidad teórica que tiene un valor de 1.842x10-3 se realizó el cálculo del porcentaje de error (Ecuación 3)

donde se puede apreciar que este porcentaje de error fue un poco alto (TABLA 2). Como se puede observar la desviación de los resultados (TABLA 2) es muy pequeña de tal forma se puede deducir que la variación de datos respecto al promedio es mínima, dicho de otra manera, las densidades se parecen entre sí en los experimentos. Los pesos moleculares del dióxido de carbono registrados en la TABLA 3, se hallaron por medio de la ecuación de los gases ideales (Ecuación 1) haciendo un despeje quedando de la siguiente manera ��=(g)(R)(T)(P)(V), donde se tomó como presión, la presión atmosférica de la ciudad de pamplona (0.7370 atm) y se utilizaron los volúmenes de cada muestra y las temperaturas registradas en la TABLA 1, teniendo los pesos moleculares de cada muestra se realizó un promedio obteniendo el peso molecular experimental del CO2 (TABLA 2) , este peso molecular obtenido se comparó con el teórico (44.01 g/mol) y se realizó el cálculo para hallar el porcentaje de error (Ecuación 3), donde se puede observar que este porcentaje de error fue muy bajo (TABLA 3). Las posibles fuentes de error en este laboratorio pudieron deberse al momento en el que el dióxido de carbono viajaba por medio de la manguera de un recipiente al otro (FIGURA 1), quedando gas atrapado en la manguera, produciendo así menos variación en el volumen. Además, se debe agregar que no se tiene la certeza de que la cantidad de ácido utilizada era suficiente para que

todo el bicarbonato reaccionará por completo y al final puede que haya quedado bicarbonato sin reaccionar. CONCLUSIONES El HCl es un catalizador que acelera la reacción entre este mismo con la pastilla de Alka-Seltzer. En esta práctica de laboratorio el HCl ayudo a obtener una mayor cantidad de CO2. Se determinó que el H2O no sirve para obtener la mayor cantidad de CO2

Anexos Tabla 2 Cantidad de CO2

Tabla 3 Peso molecular del CO2

* Use la Ley de Dalton y la presión de vapor del agua a la temperatura del laboratorio, para encontrar la presión del CO2. P=m.R.T Pco2 = 44n*0.082Atm/K.n*293.15k= 1057.68Atm * Determine la densidad y el peso molecular del CO2 a las condiciones de trabajo. � �=��∗�∗ ��∗� ρ= 44��∗1057.68��� 0.082���/� .�∗293.15�=1.66g/L

BIBLIOGRAFIA [1] https://es.wikipedia.org/wiki/Masa_molecular

[2] https://definicion.de/gas-real/ [3] Manual de laboratorio de química básica dos de la pagina 24 a 52 [4] https://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%B3xido_de_carbono [5] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0920410518304157...