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VOLUMEN MOLAR
PRÁCTICA Nº 6VOLUMEN MOLAR
I. OBJETIVO
• Calcular en moles y gramos las cantidades de sustancias queparticipan en una reacción química.
• Determinar el volumen molar y experimental del H2 .
II. FUNDAMENTO TEORICO
ANTECEDENTES:En el siglo XVII, Robert Boyle, estudio sistemática y cuantitativamente el comportamientode los gases, analizo la relación que existe entre la presión y el volumen de una muestra
de un gas ! medida que la presión aumenta, el volumen ocupado por el gas disminuye"or el contrario, si la presión aplicada disminuye, el volumen ocupado por el gas aumentaEsta relación se le conoce como la ley e Boyle, seg#n la cual la presión de una cantidad$i%a de un gas a temperatura constante es inversamente proporcional al volumen del gas"&V&'"(V()a ley de Boyle depende de que la temperatura del sistema permanezca constante "erosuponga que cambia la temperatura *+ómo a$ectara el cambio de temperatura al volumeny presión de un gas )os primeros investigadores que estudiaron esta relación $ueros loscient-$icos $ranceses .acques +/arles y .osep/ 0ay1)ussac 2us estudios demostraronque, a una presión constante, el volumen de una muestra de gas se expande
DEFINICION
El volumen molar de una sustancia, simbolizado V m,& es el volumen de un mol de 3sta )a unidad
del 2istema Internacional de 4nidades es el metro c#bico por mol5
m6 · mol1&
4n mol de cualquier sustancia contiene 7,8(( · &8(6 part-culas( En el caso de
sustancias gaseosas mol3culares un mol contiene 9 !mol3culas :e aqu- resulta, teniendo en cuenta
la ley de !vogadro, que un mol de cualquier sustancia gaseosa ocupará siempre el mismo volumen
;medido en las mismas condiciones de presión y temperatura<
Experimentalmente, se /a podido comprobar que el volumen que ocupa un mol de cualquier gas
ideal en condiciones normales ;"resión ' & atmós$era, =emperatura ' (>6,&? @ ' 8 A+< es de ((,
litros6 Este valor se conoce como volumen molar normal de un gas
Este valor del volumen molar corresponde a los llamados gases ideales o perfectosC los gases
ordinarios no son per$ectos ;sus mol3culas tienen un cierto volumen, aunque sea pequeDo< y su
volumen molar se aparta ligeramente de este valor !s- los vol#menes molares de algunos gases
son5
• onóxido de carbono ;+F< ' ((, )
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VOLUMEN MOLAR
• :ióxido de azu$re ;2F(< ' (&,G )
• :ióxido de carbono ;+F(< ' ((,6 )
En el caso de sustancias en estado sólido o l-quido el volumen molar esmuc/o menor y distinto para cada sustancia "or e%emplo5
• "ara el nitrógeno l-quido ;H(&8 A+< el volumen molar es de 6,7 cm6
• "ara el agua l-quida ; A+< el volumen molar es de &,8 cm6
E%emplo
• *Ju3 volumen ocupan 68 gramos de gas nitrógeno5 , a cero grados cent-grados y una
atmós$era de presión asa atómica del nitrógeno' &,887>
Kaciendo la regla de tres5
despe%ando x5
realizadas las operaciones da como resultado5
que es el volumen ocupado por 68 gramos de nitrógeno a cero grados cent-grados y una atmós$era
de presión
• *+uánto pesan ?8 litros de gas ox-geno , a cero grados cent-grados y una atmós$era de
presión asa atómica del ox-geno ' &?,GGG
"or regla de tres tenemos que5
despe%ando x5
realizadas las operaciones da como resultado5
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Jue es el peso en gramos de ?8 litros de ox-geno en condiciones normales5 cero grados +elsius yuna atmós$era de presión
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$s el c%lculo de las relaciones cuantitativas entre reactantes &o tam"i'n
conocidos como reactivos( y productos en una reacción química. $stas
relaciones se pueden deducir a partir de la teoría atómica. !a
estequiometria es la ciencia que mide las proporciones cuantitativas o
relaciones de masa de los elementos químicos que est%n implicados.
PRINCIPIO
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$n una reacción química se o"serva una modi)cación de las sustancias
presentes* los reactivos se consumen para dar lugar a los productos.
+ escala microscópica, la reacción química es una modi)cación de
los enlaces entre %tomos, por despla-amientos de electrones* unos
enlaces se rompen y otros se orman, pero los %tomos implicados se
conservan. $sto es lo que llamamos la ley de conservación de la masa,
que implica las dos leyes siguientes*
• la conservación del n/mero de %tomos de cada elemento químico
• la conservación de la carga total
MOL
Cantidad de sustancia que contiene el mismo n/mero de unidades
elementales &%tomos, mol'culas, iones, etc.( que el n/mero de %tomos
presentes en 02 g de car"ono 02. Cuando 1a"lamos de un mol, 1a"lamos
de un n/mero especí)co de materia.
VOLUMEN MOLAR DE UN GAS EN CONDICIONES NORMALES
!os gases son en diversos aspectos muc1o m%s sencillos que los líquidos
y los sólidos. $l movimiento molecular de los gases resulta totalmente
aleatorio, y las uer-as de atracción entre sus mol'culas son tan
pequeas que una se mueve en orma li"re y undamentalmente
independiente de las otras.
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VOLUMEN MOLAR
HUMEDAD RELATIVA (H.R.)>e emplea solo para vapor de agua, normalmente para indicar el gradode saturación de vapor de agua en el medio am"iente o en un sistemaaislado de aire 1/medo. $s la comparación porcentual entre la parcial devapor no saturado &Pv( y la m%xima presión de vapor a una ciertatemperatura &Pv,?C( y se eval/a así*
REPRESENTA
Pv 4C @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@A 033B
Pv @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@A H.;
H.;. Pv Pv 4C x 033
TABLA DE PRESION DE VAPOR DE H2O VS TEMPERATURA
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º C mmHg º C mmHg
02 03.7 22 0E.8
06 00.2 26 20.0
0F 02.3 2F 22.F
07 02.8 27 26.8
0: 06.: 2: 27.2
05 0F.7 25 2:.5
08 07.7 28 28.F
0E 0:.7 2E 63.3
23 05.7 63 60.8
20 08.5 60 65.5
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III. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
) R!"#$%&'
• Ginc
• HCl cc
• +gua destilada
) M#!$*!'
• atra- 73ml
• Pro"eta 27 ml
• Tampón mono1oradado
• >oporte universal
• Iue-
• Jaso precipitado 733ml
• Tu"o de conexión
• !una de reloK
• Lalan-a
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") P&"!+$,$!-#&
A. OBTENCIÓN DE HIDRÓGENO:
+rme un equipo generador y recolector de gas
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G
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Pesa 3,36 g de -inc met%lico en una "alan-a analítica. Coloca en unmatra- erlenmeyer de 73 m!, 3.:ml de HClcc.
+grega al matra- el cinc y cierra r%pidamente con un tapón de goma1oradado, al cual se le 1a conectado un tu"o que se introduce
previamente en una pro"eta de 27 ml invertida y llena con agua &ver la
)gura(.
+ trav's de la manguera comen-ar%n a salir "ur"uKas de gas que serecoger%n en la pro"eta invertida.
Cuando 1aya terminado el "ur"uKeo, lee el volumen ocupado por estegas dentro de la pro"eta y completa las ta"las de datos y resultados.
IV. RESULTADOS
A. OBTENCIÓN DE HIDRÓGENO:
T* +! D#&':
Peso del metal MgN
Concentración del HCl 00.:
Temperatura am"iente M4CN
Presión atmos'rica del la"oratorioMmmHgN
577 mmHg
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Presión de vapor de agua a la T4am"iente
Presión del Hidrogeno P!+L @ P vap
Jolumen del HCl adicionado Mm!N 3.: ml
Jolumen desprendido de H2 Mm!N
TABLA DE RESULTADOS:RESPONDE LO SIGUENTE:
$scri"e la reacción que ocurre al reaccionar elmetal con el %cido*
Jolumen molar experimental del 1idrogeno acondiciones am"ientales de !a"oratorio &litromol(
Jolumen molar teórico del Hidrogeno acondiciones am"ientales de !a"oratorio &litromol(
Ondica cuantos gramos de %cido reacciona$P$;O$IT+!$IT$ con el metal*
Cu%ntos gramos de sal se producen en la reacción,
seg/n la cantidad de metal que reacciona*Cu%ntos gramos de 1idrógeno se producen$P$;O$IT+!$IT$*
Calcular el B de error del volumen molar teórico yvolumen molar experimental del 1idrogeno en ella"oratorio*
V. CUESTIONARIO
. D!/- 01! !' %&*1,!- ,&*
Es el volumen ocupado por un mol de cualquier gas El volumen molar de un gas en condicionesnormales de presión y temperatura es de ((, litrosC esto quiere decir que un mol de un gas y unmol de otro gas ocuparan el mismo volumen en las mismas condiciones de presión y temperatura
El concepto de volumen molar sólo es válido para gases
condiciones normales ;"resión'& atmós$era, =emperatura'(>6 @'8L+<
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2. P&&"$&-! 1- !3!,*& +! * %$+ +$$ 01! !4*$01! !*"&-"!#& +! !"#$%& *$,$#-#!.
$xplicación que es un reactivo limitante 1aciendo una analogía
entre la vida real y la químicaOmaginanate que tienes muc1o muc1o papel en casa y decides
para darle uso 1acer li"ros con ese papel. !a /nica desventaKa que
tienes es otro reactivo que necesitas para que tu papel se convierta
en li"ros. $se reactivo es el dinero que tienes poco &cosa que nos
pasa a todos KeKe( por lo tanto ser% el reactivo limitante de este
proceso.
!a Qreacción químicaQ de este proceso seria*
papel R dinero &reactivos( @@@@@@@@@@@@@@@ li"ros &producto(
$sto quiere decir que tu reacción tendr% lugar mientras tengas
dinero que es el limitante porque tienes poco. Una ve- que se
aca"e tu reacción se parara.
>upongamos que quieres prepararte un s%ndSic1 de Kamón, tienes
pan de caKa y Kamón como ingredientes.
>i tienes 2 re"anadas de Kamón, y 7 re"anadas de pan de caKa,
veamos que pasa...
necesitas 2 re"anadas de pan de caKa y una re"anada de Kamón
para 1acer un s%ndSic1... así que si anali-amos puedes prepararte
cu%ntos s%ndSic1es en total sólo 2 &porque usas las dos
re"anadas de Kamón que tienes y las F re"anadas de pan de caKa(...
así que te so"ra una re"anada de pan de caKa &porque eran 7(.
>i notas lo que se aca"ó primero &esta"a en menor proporción( era
el Kamón, y lo que so"ró &esta"a de m%s( es el pan de caKa... a1ora
"ien, el Kamón es el reactivo limitante porque al ya no tener m%s
reactivo... no podemos seguir preparando m%s s%ndSic1es, sin
importar que todavía tengamos otros reactivos &el pan(.
$l reactivo limitante es el que al terminarse no permite que la
reacción sigue llev%ndose a ca"o, porque ya no 1ay nada con lo
que reaccionen los dem%s reactivos.
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5. P&&"$&-! 1- !3!,*& +! * %$+ +$$ 01! !4*$01! !*"&-"!#& +! !"#$%& !4"!'&.
+ ver un eKemplo sería la quema de )erro &en exceso por supuesto(en una llama de ósoro* te so"rar% 1ierro por el 1ec1o de que eloxígeno no es su)ciente para mantener la com"ustión completa detodo el 1ierro y tres so"rar% 1ierro porque adem%s la llama no sepudo sustentar a sí misma y se te apaga el palillo de ósoro.
. D! 7! &#!-$+& *#& &"!-#3! +! !&8 31'#$/01!&019 "&,& &+; !%$#*&.
E* &"!-#3! +! !& '! +!! :
$n )n puede 1a"er varias ra-ones pero estas son las m%s comunes, podemossolucionar esto*
V !a presión "arom'trica que se nos dio era un valor teórico esta"lecido, de"idoa queen ese momento no se conta"a con el instrumento para medir la presión.
Utili-ar el "arómetro para medir la presión atmos'rica
V +l momento de desaloKar el volumen de agua se 1aya desaloKado en exceso. Tener cuidado al momento de desaloKar el agua, deKando a la
medida correcta
V $star moKado el tu"o de ensayo +segur%ndose de 1a"er lavado y secado "ien los materiales a usar.
V Io deKar reaccionar completamente la reacción, pues uno con el apuro determinar el experimento puede deKarlo a medias, o sea, no deKar que reaccionecompletamente alterando los valores tam"i'n.
DeKar que reaccione completamente el experimento para no perdervalores.
V Io pesar "ien los materiales, ya que con otros valores se puede o"tener otrotipo de resultados.
Pesar "ien los materiales, tener en cuenta a la 1ora de pesar puede 1a"erperdida de la masa a usar.
V+l llenar la conexión con agua, se da un despla-amiento de agua por el gas loque podría alterar la medición, la cantidad de H2 dentro del Gn R 2HClexistente dentro del sistema, ese poco gas de 1idrogeno puede que no tenga el
empuKe necesario para llevar el agua 1acia auera del mecanismo, por lo cualalteraría la medición.
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Para evitar este tipo de o"st%culos en la medición, se recomienda usar eldi%metro del tu"o adecuado.
<. D! 5 !3!,*&' +! !""$&-!' 01;,$"'8 +&-+! '! &#!-=H2.
DESPLAZAMIENT;4n elemento desplaza a otro, lo MsustituyeM o ocupa su lugar en la mol3culaC Ver reacciones desustitución<;por e%emplo<
!< !quellas en las cuales al tratar un metal con un ácido se produce una sal y se desprende/idrogeno
Ncido O etal 111111P 2al O K(
(K+l O (9a 111111P (9a+l O K(
(+lK O Qn 111111P +l(Qn O K(
2FK( O Qn 111111P 2FQn O K(
(+lK O e 111111P +l(e O K(
2F K( O e 111111P 2F e O K(
( K+l O Qn 111111P Qn+l ( O K(
DES!MPSI!I"N
;)os compuestos de elementos combinados se descomponen en sus elementosC reacción inversa oreversible<
(K(F 111111P (K( O F(
:os mol3culas de agua se descomponen ;a alta temperatura (888L+< en ( mol3culas de /idrogenoy una de oxigeno
6. >?19 =+& +! $-@1!-"$ #$!-! !- *&' "*"1*&' !*"&-'$+! * 71,!++ !*#$%
Tiene "astante inWuencia al momento de reali-ar el c%lculo de la presiónde aire seco y por consecuencia para 1allar el volumen molar teórico delgas a condiciones am"ientales de la"oratorio &litromol(.
OBSERVACIONES:
Utili-ar los guantes de protección al reali-ar la pr%ctica de
la"oratorio para no surir la irritación de la piel en contacto con lasustancia.
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$l gas de 1idrogeno es de color "lanco y se o"tiene por el m'tododel despla-amiento simple.
Gn R 2HCl 111111P Qn+l( O K(
!l momento de realizar la práctica tener cuidado de agitar demasiado el tubito de vidrioacodado, para evitar que ingrese demasiado agua al tubito y el gas de /idrogeno no tengala su$iciente $uerza para vencer el peso del agua
4tilizar el termómetro y el barómetro en los cálculos de volumen molar teórico del /idrogeno
a condiciones ambientales de laboratorio, para tener el minimo de error
)lenar la probeta en la medida exacta para tener el minimo de error en los cálculos de
volumen molar experimental del /idrogeno a condiciones ambientales de laboratorio
+olocar rápido y bien el corc/o para evitar la $uga del gas de /idrogeno del matraz
BIBLIOGRAFIA:
Http* SSS.monogra)as.comtra"aKosvolumen@molarla"@quimica
Http* Catarina.udlap.mxtalesdocumentoscapitulo:.pd
Http* es.scri"d.comla"quimica
Http* SSS.quimicaentretenida.com.pe
Http* SSS.SiXipedia.com.pe
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