Nombre y Apellido: José H. Valdiviezo Fecha: 15/10/12 Comisión: 5

Trabajo Práctico N°: 4

Tema: Recolección de gases. Estequiometria.

Objetivos: Determinación del volumen molar de hidrógeno.

Materiales y Reactivos utilizados:

Balanza Cinta de teflón Cubeta Manguera de goma Matraz Probeta Regla y termómetro Agua destilada Solución al 10% de HCl (ac) Tira de Mg (s) de masa 150mg

Desarrollo del Trabajo Práctico

1. Esquema del equipo utilizado

Se arma el aparato de acuerdo con la figura:

A la izquierda de la figura se puede observar la zona de reacción que consiste en un matraz kitasato de reacción y una cubeta de plástico. Se añade agua a la cubeta de plástico de forma que metiendo en él el matraz de reacción el agua no rebose; este agua servirá para regular la temperatura de la mezcla de reacción que es bastante exotérmica. A la derecha de la figura se puede observar el montaje necesario para recoger el hidrógeno producido en el matraz de reacción, a la cubeta de plástico se llena con agua destilada y se introduce en el mismo la probeta invertida que previamente se llenó también con agua destilada.

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Tira de Mg

Solución de HCl

hagua

H2+ vapor agua

Para preparar la conexión entre el matraz de reacción y el colector, se coloca en un extremo de la manguera bajo la probeta invertida y el otro extremo en la tubuladera lateral del matraz. Para asegurarse de que no haya perdida dé gas, colocar cinta de teflón en la conexión de la manguera con la tubuladera lateral del matraz y en tapón de goma por donde se introdujo la bureta que contiene la solución acida. Se pesa con exactitud 150 mg de Mg y se introduce en el tubo de reacción.Se hace caer desde la bureta, 25 mL de solución al 10 % de HCl y se espera que todo el Mg haya reaccionado. Terminada la reacción se deja unos minutos para que el gas recogido en la probeta iguale la temperatura ambiente, y se lee el volumen final.Al volumen del gas recogido en la probeta invertida se le resta el volumen de la solución acida agregada.Se toma la temperatura del agua y con la misma se busca en la tabla de presión de vapor, la presión de vapor correspondiente.La presión atmosférica se lee en el barómetro del laboratorio, en el momento de la experiencia.También se deben tomar como datos, la temperatura ambiente y la altura de la columna de agua en la probeta (valor h de la figura) para posteriormente realizar los cálculos.

2. Datos obtenidos

a) volumen leído en la probeta V: 173 mLb) volumen gastado de HCl V: 6,2 mLb) presión atmosférica Patm: 654,6 mmHgc) temperatura ambiente t: 23,5 °Cd) presión parcial del vapor deagua a t: 21,5 ºC Pvap. agua: 19,252 mmHge) masa de magnesio g: 154 mgf) altura de la columna de agua hagua: 64 mmHg

3. Cálculos

i) Ecuación química igualada

Mg (s) + 2 HCl (ac) → MgCl2 (ac) + H2 (g)

ii) Volumen de H2 obtenidos en CNPT

P 0 ×V 0T 0

= P×VT

VH2= (173−6,2)= 166,8 mL

PH2 = Patm – Pvap. agua – hagua × δ agua / δHg = (654,6−19,25264×1,0/13,6) mmHgPH2 = 630,6 mmmHg

V0=P×V×T0TP 0

= 630,6mmHg×166,8mL×273K296,5K×760mmHg

V0= 127,4 mL

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iii) Volumen molar de H2 producido por un mol de Mg.

Como por cada átomo-gramo de Mg (24,3 g) se obtiene una molécula-gramo de hidrogeno (2,016 g), y como la masa de Mg utilizada en la experiencia produce un volumen V0 de hidrogeno; el volumen de H2 que será producido por un mol de Mg resulta:

V molar = V 0 ×AGg

=127,4 mL×24,3 mg154 mg

Vmolar= 20,1 mL

4. Error porcentual

E%= 22,4-20,120,1

×100%

E%= 11%

Cuestionario:

1) ¿Qué relación vincula al átomo-gramo de Mg con el volumen molar de hidrogeno en la experiencia de laboratorio?Se tiene la siguiente relación 24,3g Mg 1mol H2 22,4L H2

2) ¿Con qué exactitud debe pesarse el Mg?El Mg debe pesarse con exactitud al mg (miligramo).

3) ¿Por qué se resta el volumen de solución de HCl agregado en el tubo de reacción? Si así no se hiciera ¿qué signo tendría el error en el volumen molar?Se resta el volumen de solución de HCl agregado en el tubo de reacción porque este desplaza un volumen de aire igual al ser introducido en el tubo de reacción.

4) ¿En qué momento habría que determinar la temperatura ambiente?Al finalizar la experiencia.

5) ¿Por qué debe efectuarse una corrección teniendo en cuenta la presión de vapor del agua?Al recoger gas sobre agua; debe efectuarse una corrección por la cantidad de vapor de agua presente en el gas.

Conclusión:

En el experimento se pudo observar que al hacer reaccionar un metal con un ácido diluido se obtuvo un gas por desplazamiento de agua, es decir, el gas hizo una cierta presión sobre el agua, llevándola al exterior.Finalizada la experiencia se realizó los cálculos correspondientes para determinar el volumen molar de hidrogeno llegando a un valor aproximado al real (22,4 L) en CNPT con un error del 11%. Tal incongruencia se pudo haber debido que al momento de colocar la manguera de goma bajo la probeta invertida se produjo el descuido que se desplazara agua de la probeta con lo cual al inicio de la experiencia ya se tenía un volumen de aire que se le sumo a los cálculos posteriores considerándose que todo el gas recogido era de hidrogeno gaseoso.

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