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DETERMINACION DE LA DENSIDAD Y EL PESO MOLECULAR DE CO 2

Nancy Santiago1, Magaly Colina2, Jhonier Ospino1 1

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Universidad de Pamplona, Facultad de Ciencias Básicas, Programa de Química

Universidad de Pamplona, Facultad de Ingenierías y Arquitectura, Programa de Ingeniería Química

Resumen A continuación, presentamos los datos de el volumen de un gas en este caso Dióxido de Carbono (CO2), a partir de una pastilla de Alka-Seltzer la cual contiene bicarbonato de sodio, y gracias a su efervescencia y un montaje en el que atrapemos el gas resultante de la reacción de este y dos solventes como el agua y el ácido clorhídrico usando cada uno por separado y con estos datos del peso obtenido estequiométricamente y nuestros volúmenes obtenidos pudimos calcular el peso molecular del gas, aplicando la ecuación de gases ideales.

Palabras Claves:

CO2 , densidad, gas ideal

1. Introducción Densidad La densidad de los cuerpos es la fuerza que tienen sus propias moléculas en comprimirse dentro de un objeto, ya sea líquido, sólido o gaseoso. Pero esta densidad puede variar en función de la materia de la que está formado el cuerpo, excepto los sólidos. Los cuerpos sólidos no pueden cambiar de densidad. [1] Ley de gases ideales La ley de los gases ideales son simplificaciones de los gases reales que se realizan para estudiarlos de manera más sencilla, todos los gases a densidad suficiente baja, siguen la ecuación del gas ideal. Mientras los gases sean menos densos hay más posibilidad de acercarse a lo que preside la ecuación del gas que es masa dividida entre volumen de esta manera podemos determinar la densidad y hallar el peso molecular del CO 2; la ecuación del gas ideal se basa condensa la ley de Boyle, la ley de Gay-Lussac, La de charles y la ley de Avogadro. Con ayuda de esta ley encontramos el peso molecular y la densidad del gas obtenido, realizando un sencillo remplazo de variables y despejando la densidad. [2] La Ecuación del Gas Ideal De las tres leyes elementales de los gases se deduce que el volumen del gas debería ser directamente proporcional a la cantidad de gas, directamente proporcional a la temperatura Kelvin e inversamente proporcional a la presión. La ecuación conocida como ecuación del gas ideal, explica la relación entre las cuatro variables P (Presión), V (Volumen), T (Temperatura) y n (Cantidad de sustancia). Un gas ideal es un gas hipotético cuyo comportamiento de presión, volumen y temperatura se puede describir completamente con la ecuación del gas ideal.

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Antes de utilizar la Ecuación necesitamos un valor numérico para R, que se denomina constante de los gases. El valor y las unidades de R dependen de las unidades de P, V, n y T. La temperatura siempre debe expresarse como temperatura absoluta. La cantidad de gas, n, normalmente se expresa en moles. Las unidades preferidas para la presión y el volumen suelen ser atm y litros, respectivamente. Sin embargo, podrían emplearse otras unidades. [3]

2.

Método Experimental

2.1.1. Materiales En este experimento se utilizó: 1 balanza analítica 2 Erlenmeyer de 100 mL con corcho perforado 2 vidrios reloj 1 espátula 1 vaso de precipitado de 1000 mL 1 vaso de precipitado de 500 mL 1 probeta de 100 mL 1 probeta de 50 Ml 2 mangueras 1 termómetro -10 a 100ºC 1 frasco lavador 1 probeta de 250 mL 2.1.2. Reactivos Agua destilada 1 tableta efervescente de vitamina C 1 tableta efervescente de Alka-seltzer 2.2. Procedimiento 1. Se pesó una fracción de tableta efervescente de Alka-Seltzer 2. Se realizó un montaje experimental en el que se pudo recoger el CO2 en una probeta llena de agua, a través de una manguera como se muestra en la figura.

Fig.1 Montaje para la determinación de CO2 obtenida en la reacción. 3. Se adicionó la fracción de la tableta al Erlenmeyer y se tapó rápidamente. 4. Se agitó el sistema, hasta que cesó el desprendimiento de gas. 5. Se observó y se tomó nota del volumen del gas desprendido y se pesó nuevamente el conjunto.

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6. Se reportó la temperatura del agua y la presión atmosférica. 7. Se repitió el procedimiento usando ahora como solvente Ácido Clorhídrico. 3.

Resultados

DATOS Masa pastilla (g) Volumen del gas (mL) Temperatura (°C) Presión atmosférica (mmHg) Información de la pastilla usada Peso pastilla: (g)

TOMA 1 0,5756 50 20 590 1,976 g de NaHCO3 3,3

DETERMINAR LA PRESION DE CO2 PT = PCO2 + PVaporH2O ; PT = 590mmHg

; PvaporH2O (20°C) = 17,32mmHg

590mmHg = PCO2 + 17,32mmHg PCO2 = (590-17,32) mmHg PCO2 = 572,68mmHg DETERMINACION DE LAS MOLES DE CO2 VCO2 = 0,05L ; 1 atm = 760mmHg ; °K= °C+273,15 ;

Xatm = °K = 20 + 273,15 = 293,15

= DETERMINAR EL NaHCO3 en la pastilla Información de la pastilla usada Peso pastilla: (g)

1,976 g de NaHCO3 3,3

Masa de pastilla (g)

0,5756

3

Xatm = 572,68mmHg

= DETERMINAR EL NaHCO3 en la pastilla Información de la pastilla usada Peso pastilla: (g)

1,976 g de NaHCO3 3,3

Masa de pastilla (g)

0,5756

REACCION DEL BICARBONATO DE SODIO EN AGUA NaHCO3+H2O = Na+ + OH + CO2+ H2O

% NaHCO3 =

DETERMINAR EL PESO MOLECULAR CO2

Densidad = 4

DETERMINAR LA DENSIDAD DEL CO2

4. Discusión de Resultados Mediante distintos cálculos pudimos la densidad y el peso molecular del CO 2 5. Conclusiones  El HCl proporcionó una mayor cantidad de gas, lo que quiere decir que es más eficiente su reacción que con el H2O. 

La ley de gases ideales es bastante versátil para realizar despejes y calcular nuestras incógnitas en este caso Peso molecular y Densidad.



Se determinó que el H2O no sirve para obtener grandes cantidades de CO 2. 6.

Referencias bibliográficas

 

https://espaciociencia.com/densidad/ [1] https://www.fisic.ch/contenidos/termodin%C3%A1mica/ley-de-los-gases-ideales/ [2]



https://www.tplaboratorioquimico.com/quimica-general/gases/las-leyes-elementales-de-los-gases/laecuacion-del-gas-ideal.html [3]

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