Relazione Chimica 1 PDF

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Relazione sulla prima esperienza di laboratorio, obbligatoria da presentare all'esame e dalle quale il professore trae spesso spunto per le domande....

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Determinazione del Peso Molecolare di un Liquido volatile puro Gianmarco Petraglia Scienze Biologiche, I Anno Esperienza di laboratorio del: 16/11/2018 N. di Matricola: 1655 Scopo: Determinare il peso molecolare di un liquido volatile puro. Introduzione: Dopo aver determinato il peso del liquido che allo stato vapore occupava l’intero volume di una beuta, ne è stata ricavata la quantità in moli tramite l’equazione di stato dei gas perfetti e successivamente si è giunti a determinare la massa molecolare tramite la relazione: MM= m/n. Dove “m” è la massa espressa in grammi, “MM” indica la massa molecolare espressa in g/mole e ‘n’ il numero di moli.

Attrezzature utilizzate: Becher da 1 l, piastra riscaldante, sostegno e pinza, foglio d’alluminio, elastico, beuta da 250 ml, pipetta graduata da 10 ml, bilancia.

Procedimento:  



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 

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Si è tappata la beuta con un foglio d’alluminio stretto con un elastico e vi si è praticato un foro. Dopo di che è stata effettuata una pesatura. Sono stati introdotti nella beuta circa 7 ml di un liquido puro incognito, successivamente la beuta è stata introdotta in un becher pieno per 3/4 d’acqua con temperatura prossima ai 100 °C, sostenuta da un’asta di sostegno e una pinza. Il becher poggiava su una piastra elettrica che forniva calore. Si è atteso circa 7 minuti, poi è stato constatato che non vi fosse più fase liquida all’interno della beuta, ed è stato assunto che l’intero volume fosse occupato dalla fase vapore del liquido ignoto, poiché l’aria e la fase vapore in eccesso sono usciti dalla beuta grazie al foro praticato sul foglio d’alluminio. La beuta è stata rimossa dall’acqua, fatta raffreddare e asciugata esternamente. Nel raffreddamento parte della fase vapore è condensata riformando una fase liquida. Dopo di che il sistema è stato pesato. I precedenti 3 punti sono stati ripetuti in modo da ottenere un nuovo peso, che si è dimostrato in accordo al valore ottenuto con la prima pesata (al decimo di grammo). È stato poi valutato il volume della beuta: è stata pesata vuota e senza il foglio d’alluminio e l’elastico, poi è stata pesata piena d’acqua fino all’orlo. In modo da ottenere per differenza la massa d’acqua equivalente al suo intero volume. Tramite l’equazione di stato dei gas perfetti si è ricavato il numero di moli di sostanza (n) che occupava il volume della beuta. Il valore medio delle due pesate del liquido che in fase vapore occupava il volume della beuta è stato assunto come massa della sostanza (m). La massa molecolare è stata ottenuta dal rapporto

m( g) =MM . n(mol)

Dati Sperimentali: Simbo lo

Valore

mv mg

119,74 g 120,40 g

mg

'

120,45 g

m

0,66 g 0,71 g 0,68 g

'

m m gas

mb mb +ma ma V

118,83 g 441,36 g 322,53 g 322,53 ml

significato

massa della beuta con foglio di alluminio ed elastico m v +massa del liquido che∈fase vapore occupava tutto il volume della beuta m v +massa del liquido' che∈fase vapore occupava tutto il volume della beuta mg−m v m ' g −mv

m+m' 2 massa della beuta mb +ma ' massa di acqua che riempie la beuta fino al l orlo volume della beuta

Elaborazione dei dati: Il numero di moli di sostanza in fase vapore che occupa il volume ( V ¿ è ricavato dall’equazione di stato dei gas perfetti; legge che possiamo applicare approssimando il comportamento del gas in esame a quello di un gas ideale:

P∙ V =n∙ R ∙T Dove la temperatura (T) è stata assunta pari a 100°C, ossia 373 K, poiché il sistema è stato immerso in acqua che si trovava a tale temperatura. E la pressione (P) è stata assunta pari alla pressione esterna (1 atm) poiché la beuta è un sistema aperto che comunica con l’esterno tramite il foro praticato sul foglio d’alluminio. Dunque, svolgendo i calcoli si ottiene: −1

n=

1( atm )∙ 3,22∙ 10 ( l ) −2 =1,05 ∙ 10 (mol) atm∙ l 0,082 ∙373 ( K ) mol ∙ K

(

)

Si può ora facilmente ricavare la massa molecolare del liquido applicando la formula:

n=m gas /MM Da cui si ricava:

MM=

0,68 (g) g =64,76( ) −1 mol 1,05 ∙10 (mol)

Conclusioni: Al termine dell’esperienza, è stata rilevata l’entità del liquido ignoto, che è l’acetone (CH 3COCH3), di peso molecolare pari a 58 (g/mol). Il risultato ottenuto è superiore a quello atteso di circa l’11,65%. Tale distanza fra i due valori lascia supporre che probabilmente, quando la beuta è stata rimossa dal becher con acqua bollente, non tutta la fase liquida presente in essa era passata in fase vapore, ma che ne era rimasta una piccola parte. Sarebbe dovuta uscire dalla beuta altra fase vapore, in modo da consentire

alla restante fase liquida di diventare gas, poiché le due fasi si trovavano in un equilibrio termodinamico a quella temperatura. Pertanto la massa del liquido successivamente condensato non era uguale alla massima quantità di fase vapore che poteva occupare il volume della beuta, ma superiore....