Práctica #4

Densidad de un gas

Objetivo

Determinar la densidad de un gas como es el dióxido de carbono.

Fundamento

Sabemos que, cuando un gas es más denso que el aire, este se acumula en la parte inferior y que, por el contrario, si es menos denso se acumula en la parte superior.

Se define como gas ideal, aquel donde todas las colisiones entre átomos o moléculas son perfectamente elásticas, y en el que no hay fuerzas atractivas intermoleculares. Se puede visualizar como una colección de esferas perfectamente rígidas que chocan unas con otras pero sin interacción entre ellas. En tales gases toda la energía interna está en forma de energía cinética y cualquier cambio en la energía interna va acompañada de un cambio en la temperatura.

De forma aproximada, podemos utilizar la ley de los gases ideales y realizar algunos cálculos estequiométricos para calcular la densidad de un gas. A continuación vemos cómo podemos  deducir la densidad del gas a partir de dicha expresión. Para ello, recordemos que el número de moles es igual a m/M, donde m es la masa presente y M la masa molecular del gas, y la densidad es m/V.

Materiales y sustancias

Matraz Erlenmeyer de 125 mLProbeta graduada de 250 mLTapón monohoradadoTubo de vidrio para desprendimientoManguera látexCuba hidroneumáticaBalanza analítica.

Tableta de antiácidoAgua destilada.

Metodología

1. Colocar 10 mL de agua destilada en un matraz Erlenmeyer de 125 mL.2. Medir la masa del matraz con el agua.3. Medir la masa de la mitad de una tableta de antiácido.4. Montar un sistema de obtención de gas. 5. Medir la temperatura ambiente. 6. Colocar la tableta de antiácido dentro del matraz Erlenmeryer de 125 mL con su respectiva agua destilada. 7. Colectar el gas en una probeta graduada de 250 mL.

8. Por el desplazamiento de agua, medir el volumen de gas colectado.9. Una vez terminada la reacción, medir la masa del matraz Erlenmeyer de125 mL con agua y el producto sólido de reacción, por diferencia de lasmasas antes y después de la reacción se puede determinar la masa deDióxido de carbono producido.10. Realizar el procedimiento anterior una vez más.

Resultados

Masa del matraz con agua (g) 291.24gr Masa de las partes de la tableta

(g)a) 1.32grb) 0.94grc) 0.90gr

Masa del matraz con productos de reacción (g)

a) 292.56grb) 292.18grc) 292.14gr

Masa del gas (g) a) 0.274grb) 0.1952gr

c) 0.18744gr

Volumen del gas (mL) a) 184mlb) 116mlc) 0.9ml

Temperatura ambiente (K) 300.15K

Composición del Alka-Seltzer

1 tableta= 3.3gr

Cada tableta contiene:

Dióxido de carbono= 1.973gr

Ácido cítrico=1.00gr

Ácido acetilsalicílico=0.324gr

Anotar la reacción de la obtención de CO2.C6H8O7+3NaHCO3 3H2O + 3CO2 + NasC6H5O7No pongo el ácido acetilsalicílico porque no reacciona.

Determinar los valores teóricos de la densidad del gas, empleando el factor de compresibilidad y la ecuación de Van der Waals.

a) 1.489x10-3 gr/mlb) 1.682x10-3 gr/mlc) 1.704x10-3 gr/ml

Con los valores de densidad del gas (teórico y práctico), determinar la variación entre ellos.

a) 1.84x10-3 gr/ml - 1.489x10-3 gr/ml=3.51x10-4 gr/mlb) 1.84x10-3 gr/ml - 1.682x10-3 gr/ml=1.58x10-4 gr/mlc) 1.84x10-3 gr/ml - 1.704x10-3 gr/ml=1.36x10-4 gr/ml

De las formas teóricas de determinar la densidad del gas, ¿Cuál se acerca más a los valores experimentales?, ¿por qué?

Con la ley de Van der Waals porque incluye más valores, por eso es más exacta.

Observaciones Personales

Fue una práctica menos complicada que las anteriores y me gustó porque tenemos que aplicar datos muy exactos para que nos acerquemos al valor real de la densidad del dióxido de carbono.

Creo que fue una práctica donde trabajamos eficazmente y que obtuvimos buenos resultados.

Puede que necesite un poco más de comunicación con mi compañera para poder trabajar un poquito más rápido.

Conclusiones

Los resultados estuvieron muy cerca del valor real de la densidad del Dióxido de carbono y eso nos da señal de que obtuvimos buenos resultados al medir masa y volumen en el experimento, así como que montamos bien nuestro mecanismo.

Bibliografía

http://www.quimitube.com/densidad-de-un-gas-ley-gases-ideales

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/kinetic/idegas.html