Determinacion DEL PESO Atomico DEL Mg PDF

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Determinar el peso atómico del magnesio usando el método de Victor Meyer Modificado...

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DETERMINACION DEL PESO ATOMICO DEL MAGNESIO METODO DE VICTOR MEYER MODIFICADO Dr. Napoleón Yupanqui Gil, 2018, Química Física Experimental I – Manual de Laboratorio, Facultad de Ingeniería Química, Universidad Nacional de Trujillo, Trujillo, Perú.

Objetivo: Determinar el peso atómico del Magnesio, mediante el método de Víctor Meyer modificado aplicando la Ecuación de Estado del Gas Ideal, estequiometria y la Ley de Dalton.

Fundamento Teórico: 1.- Lange`s, Handbook of Chemistry, Mc. Graw Hill Co.,New York, p. 1470 2.- David Lide, 2003-2004, Handbook Chemistry Physics, 84 Ed. CRC PRESS 3.- Herbert Christopher and Johnstone Robert.,2003, Mass Spectrometry Basics, CRC PRESS TEORIA: El método de Víctor Meyer se basa en la medición del volumen ocupado por los gases generados por una sustancia volatilizable, que al principio se encuentra en estado sólido o liquido. Los gases pueden ser generados ya sea por evaporación o por reacción química de la sustancia. Con las mediciones del volumen a ciertas condiciones de presión y temperatura, y aplicando la ecuación de estado de los gases ideales, se puede conocer la masa molecular de la sustancia. La Ecuación de Estado PV = nRT relaciona las variables P,V,T , de un gas que tiene comportamiento ideal, con su número de moles. En este experimento se utiliza esta ecuación de estado para calcular el peso atómico del magnesio. Para esta determinación experimental, el método se basa en la medición del volumen del gas desprendido por una muestra del metal Magnesio, al reaccionar con un ácido HCl 1:2 ( 1 vol. HCl + 2 vol. H2O ) de acuerdo a la siguiente reacción: Mg ( Solido ) + 2 HCl ( acuoso )

→ MgCl2 ( acuoso )

+

H2

( gas )

Se utiliza la estequiometria de esta reacción y la ecuación del gas ideal, junto con los datos de las mediciones efectuadas: peso de muestra de Mg, volumen de HCl 1:2 , Volumen de Hidrógeno generado, presión barométrica y temperatura; para calcular el peso atómico del magnesio.

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( PESO ATOMICO DEL MAGNESIO ..................... continuación )

Napoleón Yupanqui Gil, 2018, Química Física Experimental I

Ley de Dalton: La presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de los gases constituyentes. La presión parcial se define como la presión que cada gas ejercería si ocupase por si sólo el volumen de la mezcla a la misma temperatura. Presión de Vapor: La presión de vapor de un gas está en función a la temperatura del sistema, es una fuerza ejercida por el gas sobre las paredes del recipiente que lo contiene, cuando una porción del líquido se evapora llena en vapor (gas) la capacidad total del recipiente. La temperatura a la cual la presión de vapor del líquido se hace igual a una atmósfera, es la temperatura de ebullición del líquido. Presión Barométrica: Es la presión que ejerce la atmósfera sobre los cuerpos, varia con la altura, la presión atmosférica normal es de 760 mm Hg. Esta presión se mide con un Barómetro. Calculo del Peso Atómico del Magnesio:

AMg

PH2 VH2 n H2 = ---------------R TH2 donde: nH2 PH2 VH2 TH2 R

= número de moles del gas hidrógeno = presión del gas hidrógeno = volumen del gas hidrógeno = temperatura del gas hidrogeno = 0.082 atm . L / mol .ºK

Numero de moles de Mg = Numero de moles de Hidrógeno n Mg = n H2 W Mg n H2 = n Mg = -----------AMg AMg = Peso Atómico del magnesio AMg

WMg = -----------nMg 1-2

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Calculo del Volumen de Hidrogeno: VH2 VH2 = Vf -- Vi -- VHCl Vf = Volumen final en la bureta recolectora de gas Vi = Volumen inicial en la bureta recolectora de gas VHCl = Volumen de HCl empleado en la reacción

Calculo de la Presión de Hidrogeno: PH2 = Pbar -- PH2O ( v )

a la TH2

Pbar = Presión Barométrica PH2O ( v ) = Presión de Vapor del Agua a la Temperatura medido en la bureta recolectora de gas hidrógeno ( ver tablas de presión de vapor de agua ) Calculo del Volumen Molar Normal: V0 P0 V0 ------------- = T0

PH2 ѶH2 ------------------TH2

P0, V0, T0 a condiciones normales (1 atm y 25 ºC) PH2 , ѶH2 , TH2 a condiciones experimentales PH2 ѶH2 T0 V0 = -------------------TH2 P0 Primero se determina el Volumen Molar del Hidrogeno ѶH2 por regla de tres simple (referido a un mol) , luego se calcula el V0

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( PESO ATOMICO DEL MAGNESIO ................... continuación )

Napoleón Yupanqui Gil, 2018, Química Física Experimental I

Calculo del % de error: Valor experimental -- Valor referencial % Error = --------------------------------------------------------- x 100 Valor referencial

Sección Experimental: EQUIPOS Y MATERIALES: Kitasato, embudo de decantación, bureta graduada recolectora de gases, " Y " de vidrio, Barómetro, termómetro, balanza analítica, pera de nivelación, bureta de nivelación, soportes, mangueras. REACTIVOS: Magnesio W Mg = 0.0300 gramos Agua destilada Ácido Clorhídrico HCl 1: 2 (1 volumen de HCl mas 2 volúmenes de agua destilada) PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: Después de instalar convenientemente el equipo de la Fig. 1-1, se coloca dentro del kitasato la muestra de cinta de magnesio (libre de oxido y pesada en una balanza analítica). Antes de proceder a llevar a cabo la reacción, levantar la pera de nivelación y procurar que los niveles (meniscos) de agua destilada en la pera de nivelación, en la bureta de nivelación y en la bureta recolectora de gas sean iguales. Tomando así un Volumen Inicial = 4 ml. Todo esto se hace a presión atmosférica. Luego se tapa el kitasato, cerrando el embudo de decantación. Se agrega 30 ml. de HCl al embudo de decantación. Al interior del kitasato solo hacemos ingresar 20 ml. de HCl. Luego de reaccionar el HCl con el Mg, se forma H2 y se traslada por la manguera y ejerce presión en el menisco de la bureta recolectora de gas. En el momento en que el menisco desciende, la pera de nivelación lo hacemos descender al mismo tiempo, después se logra que los tres meniscos se nivelen, en ese instante tomamos el volumen final = _________ ml. Todo el experimento se realiza a una temperatura de _______ ºC y a una Presión barométrica de _________ mm de Hg medido con el Barómetro. Luego de haber obtenido los datos necesarios se procede a hacer los cálculos.

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Fig. 1-1 Equipo experimental

Calculos: DATOS: Volumen Inicial = _________ ml. Volumen final = _________ ml. Volumen de HCl = _________ ml. Temperatura del experimento para el H2 = _________ ºC = ________ ºK Presión de Vapor del Agua a la Temperatura del experimento = ______ mm de Hg Presión Barométrica = ___________ mm de Hg Peso de la muestra de Mg = WMg = ____________ gramos Peso Atómico del Mg (experimental) = AMg = ___________ Peso Atómico del Mg (referencial) = 24.30506 (Herbert,2003) P0 = __________ T0 = __________ Volumen Molar Normal (referencial) = 22.4 Litros (___________) Volumen Molar Normal (experimental) = V0 = _____________ Porcentaje de error para el Peso atómico del Mg ___________ % Porcentaje de error para el Volumen Molar Normal __________ % 1-5

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Cálculo del Volumen de Hidrogeno: VH2 = Vf -- Vi -- VHCl Cálculo de la Presión de Hidrogeno: PH2 = Pbar -- PH2O ( v )

a la TH2

Cálculo del Número de moles de Hidrogeno: PH2 VH2 n H2 = ---------------R TH2 n Mg = n H2 Calculo del Peso Atómico del Magnesio (AMg): WMg AMg = -----------nMg Calculo del Volumen Molar Normal: PH2 ѶH2 T0 V0 = -------------------TH2 P0 Calculo del % de error del Peso Atómico del Mg : Valor experimental -- Valor referencial % Error = -------------------------------------------------------- x 100 Valor referencial

Calculo del % de error del Volumen Molar Normal:

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