Practica no2 “DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE UN GAS” PDF

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Summary

-Producir oxígeno por descomposición térmica del clorato de potasio.
- Calcular la densidad del oxígeno a las condiciones a las que se desarrolle el experimento.
-Corregir la densidad del oxígeno de las condiciones del experimento a la estándar de temperatura y presión.
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Description

Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Ticomán

PRÁCTICA NO.2 “DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE UN GAS”

Química Aplicada Aupart Vilchis Christian Uriel López Cano Niccole Yamileth Pérez Castellanos Atzin Tonatiuh

Sábado 25 de Octubre del 2020

OBJETIVOS -Producir oxígeno por descomposición térmica del clorato de potasio. - Calcular la densidad del oxígeno a las condiciones a las que se desarrolle el experimento. -Corregir la densidad del oxígeno de las condiciones del experimento a la estándar de temperatura y presión. MARCO TEORICO Típicamente, los gases tienen menor densidad que los líquidos por presentar sus partículas menos cohesionadas, y estos a su vez menos que los sólidos. Aunque existen excepciones, por lo general al aumentar la temperatura disminuye la densidad. La densidad antes definida es la densidad absoluta; la densidad relativa es la densidad de una sustancia en relación con otra, la densidad aparente es la que caracteriza a los materiales porosos, como el suelo.

La densidad es una propiedad intensiva que se define como la masa por unidad de volumen y puede expresarse en gramos sobre mililitro y g/ml para gases. ρ=

m v

Para el caso de gases o vapores que se comportan idealmente, su densidad también se puede calcular a partir del conocimiento de las propiedades del sistema, empleando la ecuación de los gases ideales. Pv =nRT n=

m M

Por lo tanto Pv=

mRT M

Por lo tanto ρ=

MP RT

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Donde:

ρ =densidad del gas m=masa del gas V=volumen del sistema M=peso molecular del gas R=constante universal de los gases. P=presión del sistema T=temperatura del sistema Considerando, que la masa contenida en un volumen unitario varía con la temperatura y la presión; siempre deben especificarse cuidadosamente estas condiciones. Como la densidad del gas está en proporción directa a la presión e inversa a la temperatura, la densidad de los gases se puede corregir desde condiciones iniciales (1) a condiciones finales (2) de la siguiente forma: V 1 P1 T 2 = V 2 P2 T 1 Como una mol de cualquier gas a las condiciones normales de presión y temperatura ocupa un volumen aproximado de 22.4 lt, es posible calcular la densidad de cualquier gas o vapor a estas condiciones. En este experimento a través de una reacción, se genera oxígeno molecular (cuya masa se conoce por diferencia de masas de dióxido de plomo al inicio y al final de la reacción). El cual es recolectado en un frasco por desplazamiento de agua, en donde se miden las propiedades que permiten calcular la densidad. MATERIAL Y EQUIPO      

Tubo de ensayo Mechero Soporte universal Pinzas con nuez Anillo de hierro Malla de asbesto

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      

Probeta 100ml Vaso precipitado Corcho con tubos Franela Frasco de vidrio con agua Mechero Balanza

REACTIVOS

 Clorato de potasio KCLO3

DESARROLLO EXPERIMENTAL. 1. Colocar el soporte universal con las pinzas de nuez 2. Colocar el anillo con la malla de asbesto 3. Colocar el frasco de vidrio con agua encima de la malla 4. Colocar el corcho con los tubos encima del frasco 5. colocar en la otra salida del tubo el vaso precipitado 6. Pesar el tubo de ensayo 7. Poner en el tubo de ensayo el 0.25 gr de KClO3 8. Colocar el tubo de ensayo en el sistema los tubos 9. Cerrarlo herméticamente 10. Calentar con el mechero el tubo de ensayo 11. Espera a que el oxígeno salga 12. Medir el agua que se juntó en el vaso precipitado con la probeta 13. Pesar el tubo de ensayo de nuevo con el residuo 14. Para el experimento, debemos de colocar 0.25 gramos de clorato de potasio (KCLO3) en un tubo de ensaye. Una vez colocado el clorato de potasio dentro del tubo ensaye, se introduce en el dispositivo que funciona para medir el desplazamiento del oxígeno molecular a través del agua. Al calentar el tubo de ensaye, el clorato de potasio comenzará a generarse una reacción de descomposición, es decir que se separan sus respetivos elementos el compuesto. Cuando se comience a generar el oxígeno de la descomposición, el agua comenzará a fluir, por lo cual deberemos de colocar un vaso de precipitado para que el agua cae dentro de él.

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Cuando termine de fluir el agua, la colocaremos sobre una probeta graduada para ver cuánta agua desplazó el oxígeno. El volumen que se debe tener es de 70 ml, pero el obtenido experimentalmente son los siguientes. DATOS EXPERIMENTALES CON LOS QUE TIENE QUE TRABAJAR CADA EQUIPO No de equipo

Tubo vacío en gr

Masa gr

Masa del tubo con muestra en gr

Masa del tubo frío en gr

Masa total Gr

Volumen obtenido en ml

1

21.69 0 22.30 25.48 26.13 29.58 0 21.38 28.47 29.50 27.33 28.59

0.23

21.96

23.46

1.5

60

0.23 0.20 0.24 0.25

22.53 25.68 26.37 29.83

23.652 26.829 27.513 30.975

1.145

58 42 67 69

0.24 0.23 0.27 0.21 0.20

21.62 28.7 29.77 27.54 28.79

22.76 29.839 30.907 28.684 30.03

2 3 4 5 6 7 8 9 10

65 61 73 53 40

EVIDENCIASFOTOGRÁFICAS

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CALCULOS

2KClO3(s) ——-> 2KCl (s) + 3 O2 0.250 gr Tubo vacío: 29.580 gr. Tubo con muestra: 29.83 gr. Tubo frío después del experimento: 30.975 Obtención de la densidad Formula densidad ρ=

Densidad= Masa / Volumen

m v

ρ=

PM RT

Densidad a condiciones en las que se realizó el experimento Presión: 585 mmHg = 0.7697 atm Temperatura: 11°C = 284.15°K Peso Molecular O3= 48 gr/mol Densidad del experimento Se utiliza como volumen el valor que nos salió de agua en ml debido a que la densidad del agua es igual a 1.

ρ=

m 1.145 gr =1.659 x 1 0−3 gr = 3 v 69 cm3 cm

Ahora la calcularemos con la formula

PM ρ= = RT

(.7697 atm)(48 .08205

gr ) mol

atm∗L (284.15 ° K ) mol∗° K

=1.584

gr −3 gr =1.584 x 10 L c m3

% de error

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1.584 x 1 0−3 1.659 x 10−3

gr c m3 ∗100=95.47 % gr 3 cm

A CNPT

ρ=

PM = RT

(1 atm)(122

gr ) mol

atm∗L .08205 (273.15 ° K ) mol∗° K

=2.1417

gr gr =2.1417 x 1 0−3 L c m3

CONCLUSIONES Con la práctica se logró comprobar y demostrar con la observación y producción del oxígeno a costa del clorato de potasio que se llevó a cabo, el funcionamiento de la densidad en los gases. Así como experimentar con las diferentes condiciones de temperatura y presión que ejercen un cambio en el volumen y densidad de un gas. Aupart Vilchis Christian Uriel Se pudo observar mediante el experimento que consistió en el calentamiento de clorato de potasio KCLO3 que produjo que los átomos de O3 se separaran para así desplazar a manera de sifón un volumen del agua que nos serviría para así poder determinar el volumen, para ocupar la fórmula de toda la vida para la ecuación. López Cano Niccole Yamileth En esta práctica se pudo comprobar la ecuación que utilizábamos en clase de manera teórica para determinar la densidad de un gas, así mismo ver cómo es que al cambiar los parámetros establecidos por las CNPT esta misma cambia el valor de nuestra densidad. Pérez Castellanos Atzin Tonatiuh

BIBLIOGRAFIA PRÁCTICA NO.2

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http://www.unl.edu.ar/ingreso/cursos/quimica/wpcontent/uploads/sites/4/2016/09/quimica_20140911_07_anexo.pdf.pdf https://serviqualita.es/index.php/inicio/blog/item/150-densidad-del-agua http://www.unsam.edu.ar/escuelas/ciencia/alumnos/quimicagei/tp2.pdf https://www.monografias.com/trabajos16/densidad-gas/densidad-gas.shtml https://www.academia.edu/11354025/Pr%C3%A1ctica_No_3_Determinaci %C3%B3n_de_la_densidad_de_un_gas_ https://es.slideshare.net/luisgarciaespinoza1/practicas-quimica-34 https://www.fisicarecreativa.com/informes/infor_termo/butano_2k3.pdf

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