Determinación de la masa

molar de un líquido volátil

Laboratorio de Termodinámica

OBJETIVO

Que el alumno determine la MASA MOLAR de un líquido volátil a

partir del método de las PRESIONES PARCIALES.

Definimos el mol como la unidad que mide la cantidad de

sustancia o materia (SI). Un mol contiene tantas unidades

elementales (ya sean átomos, moléculas otras partículas) como

átomos hay en un 12 gramos de 12C.

Relaciones en torno a PV=NRT

Número de Avogadro: NA = 6.022 x 1023 partículas/mol

1 mol de átomos de 12C = 12 g = 6.022 x 1023 átomos

La masa de un mol de sustancia se denomina masa

molar M y es una propiedad intensiva, cuyas unidades son

(g/mol).

MASA MOLAR DE UNA SUSTANCIA

ii

i

mM

n

si sustituimos la anterior

expresión:

Pero:

MASA MOLAR DE UN GAS IDEAL

ii

i

mn

Mi iPV n RT

Modelo ideal de los gases:

O bien: ii

i

mPV RT

M

ii

i

m RTM

PV

Algunos métodos para determinar el peso

molecular de un gas

• Dumas Determina la MM por medida directa de la densidad

de vapor. Conociendo la Patm, la Teb, y el volumen

real, asumiendo un comportamiento ideal del vapor.

• Meyer Se volatiliza una masa conocido de una muestra

líquida y medir el Vol de aire que es desplazado por

el vapor de dicha muestra a condiciones de P y T

conocidas, y considerando que la mezcla gaseosa

se comporta idealmente

• Regnault: Medida directa de la densidad de un gas

pesándolo en un matraz de volumen conocido.

MÉTODOS PARA DETERMINAR LA MM DE UN GAS

MEZCLAS DE GASES IDEALES: LEY DE DALTON

2total H HeP P P ,T V ctes total i

i

P P

Presión parcial es la

presión que ejerce

uno de los

componentes en una

mezcla gaseosa de

comportamiento

ideal como si

ocupara todo el

volumen del

recipiente a T y V

constantes

Consideremos ahora la relación entre la presión parcial del componente i y la presión total del sistema.

Donde yi expresa la fracción mol del

componente i en la mezcla de gases

La fracción molar yi es una cantidad adimensional que

expresa la relación entre la cantidad de sustancia de un

componente con respecto a la cantidad de sustancia de todos

los componentes.

Ahora es posible

expresar:

/

/

i i T ii

T T T T

P n RT V ny

P n RT V n

i i TP y P

ESQUEMA GENERAL DEL EXPERIMENTO DE VÍCTOR MEYER

Determinación de la masa molar:

5. Prueba para anti- fugas:

Sopla por el extremo del tubo látex que queda libre, y cierra la llave de paso.

Verifica que la ∆h de

las columnas de

mercurio se mantenga

constante durante

30 seg. •Si esto no ocurre, se

deben revisar las

uniones y el tapón

para localizar el origen

de la fuga.

Si no hay fugas, abre

la llave de paso.

6. Introduce el matraz bola en el

baño de Temp. cte

7. A una Temp. de 70 °C, cierra la

llave de paso.

Registra la presión manométrica y

la temperatura inmediatamente

después de cerrar.

8. INYECTA EL 0.5 mL del

LIQUIDO VÓLATIL CON JERINGA

9. Cuando la Temp. del sistema

(aire y vapor del líquido volátil) sea

la misma que la registrada al cerrar

la llave de paso registra la presión

manométrica.

1aire atm manP P P 2T atm manP P P

MANEJO DE DATOS

Sistema antes de inyectar

el líquido volátil:

Sistema después de

inyectar el líquido volátil:

T i aireP P P

i T aireP P P

2 1i atm man atm manP P P P P

2 1i man manP P P

CÁLCULOS

ii

i

m RTM

PV

2 1i man manP P P

Mi : masa molar del líquido volátil (g/mol)

mi : masa de líquido volátil inyectada (g)

Pi: presión parcial del vapor del líquido

volátil (atm)

V: volumen del matraz de bola (L)

T: temperatura del sistema (K)

R = 0.082 Latm/mol K