LAB1 Determinación exacta de la masa molar de un gas ResumenEn el experimento realizado se buscaba como objetivo determinar la densidad de un gas a diferentes presiones y obtener así su masa molar por el método de las densidades límites. Obteniendo los valores de las presiones y las densidades se hizo una relación que se mostró en el gráfico d/P v/s P de donde extrapolando a cero se obtiene el valor (d/P)P0 , y con este el valor de la masa molar y así determinar con que gas es el que estábamos trabajando que en nuestro caso fue oxígeno.

Método experimentalLo que primero se realizó, fue calcular de forma aproximada las alturas de las ramas del manómetro necesarias para obtener una presión de gas de 200 mmHg.Luego de verificar que el equipo estuviese limpio y seco, se comenzó con el trabajo experimental.Lo primero en realizar fue hacer el vacío en el balón y luego pesar este balón. Como el volumen se mantenía constante verificamos que el balón estaba herméticamente cerrado. Se conectó nuevamente el balón haciendo vacío y luego llenando el balón con gas a la presión deseada, luego de esto pesar el balón. Se realizó esto disminuyendo la presión hasta llegar a la altura de 1 cmHg. Después de esto pedimos el volumen del balón de gas y medimos la presión y temperatura del ambiente.

Parte teórica

Para la determinación de la masa molar exacta del gas trabajado, se va a ocupar la ecuación de estado del gas ideal, pero mediante el método de las densidades límites que consiste en que cuando la presión tiende acero, a una temperatura constante la ecuación de estado es valida para cualquier gas. La ecuación de estado se dejara expresada, entre otros términos, en la densidad y la masa molar, entonces: p V = n R T con n = m / M p V = m / M R T p M= m / V R T con ρ = m / V p M = ρR T M ρ / p = --------- .............. (1) R T

De la ecuación (1) el valor de ρ / p va a variar con la presión, siendo estos

valores, para cada determinación, graficados y de donde se obtendrá, por medio de una extrapolación de la recta que pasa por los puntos, el valor de la relación ρ / p cuando la presión tiende a cero (ρ / p )p0

Así la ecuación final que nos permitirá determinar la masa molar exacta del gas es:

M = (ρ / p )p0 R T Donde: M = Masa molar exacta del gas. (ρ / p )p0 = Valor obtenido al extrapolar en el gráfico. R = Constante de los gases.

T = Temperatura a la que se hicieron las determinaciones (constante).

Gráfico N º 1

Ejemplo de cálculos· Presión del gas:

Pgas = Px = Pbar - ( hx + h r )· Masa del gas:

mgas = m ( balón + gas ) - m ( balón vacío)

· Densidad del gas: d = m/V· (d/P) :

Cálculo de la masa molecular del gas:

M = (d/P)P0 RT

El peso molecular M depende del factor (d/P) cuando P tiende a cero. Este factor (d/P)p0 obtenido a partir de la extrapolación de la gráfica tiene un valor de 1.4398 (g/atm L), por lo tanto se calcula:

M = 1.4398(g/atm L) * 0.08206 (atm L / mol K ) * 294 (K)

M = 34.82 0.2 (g/mol)

LAB 2.- Coeficiente de Viscosidad de Líquidos

Resumen

La viscosidad se define como la resistencia que presenta un fluido ante una fuerza de desplazamiento. En el siguiente informe se determinará el coeficiente de viscosidad de un líquido problema, para lo cual primero se determinara la viscosidad relativa de dicho líquido con respecto a uno conocido. Para esto se debe conocer el manejo de un instrumento muy útil en este caso: el viscosímetro de Ostwald, que permitirá medir el tiempo de escurrimiento del líquido problema y del agua (liquido conocido).Con los datos obtenidos y luego de los tratamientos y cálculos necesarios se obtendrá el valor del coeficiente de viscosidad del liquido problema. Los valores obtenidos en el trabajo fueron: (Etanol): 0.973 0,004(centipoise) , lo que tiene un error relativo de 11.2% con respecto al valor real de este.

A)Método experimental:Posteriormente se coloco el viscosímetro en un soporte y se sumergió en la unidad termostática hasta que el nivel X quedo por debajo de la superficie del agua. Luego se midió 5mL de agua destilada , los cuales se vaciaron en el viscosímetro. Se succionó el viscosímetro usando una pro pipeta, hasta que el nivel del agua dentro de este llegó por sobre la marca X, luego se dejó fluir el agua, hasta que bajo del nivel Y.Esto se repitio por alrededor de 10 minutos para que el sistema tuviera la misma temperatura.Después de esto se empezó a succionar el agua hasta que llegara al nivel X y se dejaba escurrir hasta y tomando el tiempo que se demoraba . Esto se repitió por 30 veces Luego, se desprendió el viscosímetro del soporte y se vació el agua, se limpio el material con acetona, tras lo cual se secó usando la trompa de agua. Después se volvió el viscosímetro al soporte y por ende a la unidad termostática. Posteriormente se midió 5 mL de etanol y se repitió lo realizado con el agua.Lugo de terminadas las 60 mediciones (30 para el agua y 30 para el etanol), se limpió el material y se tomaron los datos correspondientes a la presión atmosférica, la temperatura del sistema, la temperatura ambiental y la densidad del etanol.

Viscosímetro de Ostwald

ANALISIS Y RESULTADOSA) Parte Teórica:Ya se conoce el significado de viscosidad, es la resistencia que opone un fluido ante una fuerza de desplazamiento. Esta propiedad de los fluidos puede ser medida, y se representa por es decir por el coeficiente de viscosidad.Este coeficiente se obtiene midiendo el tiempo de flujo de un volumen conocido a través de un capilar de largo L y radio a, y midiendo la diferencia de presión en ambos

extremos del tubo capilar y se relacionan según la ecuación siguiente:*p*a 4*t

8*V*LDonde:p: diferencia de presiones en los extremos del capilar

V: volumen de líquido t: tiempo de escurrimiento L: largo del capilar A: radio del capilar

Ahora bien, el valorp depende de la diferencia de nivel del líquido en el capilar (h) y de la presión () y fuerza de gravedad (g).

p = *g*hLuego el valor de se transforma en: *h*a 4*t*g*

8*V*LSi tomamos dos líquidos cualesquiera y relacionamos sus coeficientes 1,2 , y puesto que se midió en el mismo viscosímetro se tiene L = Cte., a = Cte., y como g = Cte., tenemos:

1h1*t 1* 1* V2

2 V1*h2*t 2*2

Ahora si además V1 = V2 yh2h1 tendremos:1t 1* 1

2 t 2*2

y finalmente tendremos :1t 1* 1 *2 t 2*2

Mediante esta expresión es posible determinar el valor del coeficiente de viscosidad del etanol.Ejemplo de cálculos: _

Tetanol = tetanol - Calculo del promedio de etanol (liquido problema)

_ n

Tetanol = 1* ti tetanol = 1 *(1142.89) = 14.13(s) n i=1 30Tetanol = tetanol tetanol =14.13 0,03 (s)

del mismo modo se obtiene:Tagua = tagua tagua = 10.23 0,03 (s)

Ahora podemos calcular el coef. de viscosidad del etanol:

0.973 (centipoise)

LAB3“PRESIÓN DE VAPOR DE UN LÍQUIDO PURO”

RESUMENEl objetivo del trabajo práctico es medir la presión de vapor de un líquido puro a diferentes temperaturas y en base a eso, calcular su calor latente de vaporización ( ). Para esto podemos usar la fórmula de Clausius-Clapeyron:

De la cual la parte izquierda corresponde a la pendiente del gráfico N°2. Con todo esto, podemos calcular el calor de vaporización sin problemas, el cual nos da 38,470 ± 0,001 kJ/mol. Sabemos que el metanol ebulle a una temperatura de 64,7°C (P=1 atm) y su calor de vaporización es de 35,2 KJ/mol, por lo que se reconoce que este es el líquido problema, ya que la temperatura de ebullición es cercana a la documentada en la bibliografía

a) Método ExperimentalEl práctico se trata de medir la temperatura a la que el líquido puro empieza a presentar burbujas en su interior y superficie, lo que significa que se alcanza el punto de ebullición. El equipamiento consiste en una cámara donde se encuentra el líquido problema, unido a éste un tubo refrigerante para que el líquido no se evapore, y al tubo refrigerante unido el sistema para medir la presión de gas. Se parte con aproximadamente 200 mmHg, hasta llegar a la presión atmosférica realizando 8 determinaciones. Para cada una se anotalas alturas de las ramas del manómetro de mercurio y se calcula las presiones (usando el factor de corrección para las condiciones de presión y temperatura que se encuentra el laboratorio al momento del práctico).

1. PARTE TEÓRICAEn este punto tendremos un equilibrio químico heterogéneo, porque las sustancias presentes

se encuentran en más de una fase.Esto es un equilibrio de vaporización.

Un equilibrio de vaporización es un ejemplo importante de equilibrio entre gases ideales y fases condensadas entre un líquido puro y su vapor:B(liquido) B(gas)

Suponiendo que la presión de vapor en equilibrio es p. Entonces:Kp=p y G°=°(gas)- °(liquido)

Aplicando la ecuación de Gibbs-Helmholtz, tenemos:Que es la ecuación de Clausius-Clapeyron. Esta ecuación relaciona la temperatura de la presión de vapor de un líquido con el calor de vaporización.Ahora, cambiando de lado el término T2.

Con esto calcularemos nuestro resultado gráficamente.La recta de la gráfica de ln p versus 1/T tiene una pendiente igual a -H°/R.

Grafico 1

Grafico 2

- Ejemplo de cálculosPresión de Vapor del Líquido:

Pvapor = Pbar cor – (h1 + h2) = 761,4 – (280 + 282) Pvapor = 0.262 atm760 760

Calor molar de vaporización del líquido ∆Hvap:

Donde , y m pendiente del gráfico N°2 (m= -4627,1 K), entonces:

Lab 4 Calor de Combustión

RESUMENEn el siguiente trabajo práctico se tiene como objetivo determinar el calor de la reacción de combustión del magnesio. Para lograr esto, se determinará el calor de combustión del magnesio con otras especies. Y conociendo el calor de formación del agua, y obteniendo de forma experimental los calores de reacción del magnesio metálico y del óxido de magnesio con ácido clorhídrico, podremos determinar el calor de combustión del magnesio el cual en nuestro experimento resulto ser: – 613,88 kJ/mol

PARTE EXPERIMENTALRealizado el trabajo previo, en donde se calcularon los gramos necesarios de cloruro de amonio y oxido de magnesio a utilizar, se comienza el trabajo práctico. Donde primero se agregaron 100 mL de agua destilada al calorímetro, se tapa el calorímetro y se comienza a agitar suavemente, haciendo lectura cada 15 segundos hasta que la temperatura se mantenga constante, luego de pesar la cantidad calculada de cloruro de amonio esta se agrega al calorímetro, luego de haberlo tapado se agita uniformemente haciendo lectura de los datos y anotándolo en la tabla. Luego se realiza el procedimiento anterior pero esta vez con 100 mL de HCl 1M y con la cantidad calculada de magnesio metálico. Y por último de 100 mL de HCl 1M con la cantidad calculada de óxido de magnesio.RESULTADOS

Gráfico 1, para el cloruro de amonio con el agua destilada.

Grafico 2 Temperatura de HCl+Mg versus tiempo.

Gráfico N°3: Temperatura de HCl+MgO versus tiempo.

Ejemplo de cálculos: 1) Cálculo de C𝜌:

2) Cálculo de Calor de Reacción, el signo dado que es un proceso exotérmico:

Para la reacción:

Para la reacción:

3) Finalmente, el cálculo del H de combustión se realiza mediante la Ley de Hess:

Mg (s) + 2HCl (ac) MgCl2 (ac) + H2 (g) H1 = -373,03(kJ/mol)MgO (s) + 2HCl (ac) MgCl2 (ac) + H2O (l) H2 = -74,07 (kJ/mol)H2 (g) + 1/2O2 (g) H2O (l) H3 = -285,83 (kJ/mol)

De donde Hcombustion de la reacción Mg (s) + 1/2O2 (g) MgO (s) + H2O (l) es:

Hcombustion = H1-H2+H3 = -584,79

LAB5 Equilibrio químico heterogéneo” ResumenEl objetivo de este laboratorio es determinar la constante de equilibrio de una reacción química heterogénea a diversas temperaturas. Para poder calcular Gº , Hº y Sº para

la reacción. Esto se hará determinando la presión de disociación a diferentes temperaturas, a partir de estas presiones se determinara Kp luego por una relación se obtendrá Gº, luego utilizando una de las formas de la ecuación de Gibbs Helmholtz se hará un grafico lnKp versus 1/T a partir del cual obtendremos Hº, calculando su pendiente, finalmente a través de otra relación se obtendrá SºLos resultados obtenidos son:Gº= 23.14 KJ/molHº=164.414 KJ/molSº=474.0456 J/K

Metodo Experimental

ProcedimientoEl sistema esta previamente armado, por lo que se procede de inmediato a sacar el matraz del sistema y agregar en él carbomato de amonio suficiente como para cubrir el fondo del matraz, posteriormente colocar el matraz en el sistema, y sumergirlo en el termostato, luego hacer vacío dejando abierta la llave que esta mas próxima al matraz, después cerrar la llave que conduce a la bomba de vacío y apagar esta ultima. Luego cerrar también la llave próxima al matraz. Las ramas del manómetro cero variaran por el gas producido de la disociación del carbomato de amonio, se tendrá que dejar entrar aire por la llave indicada para que las columnas del manómetro cero se igualen, una vez logrado esto se dice que el sistema esta en equilibrio, y se procede a anotar la temperatura del sistema y las alturas de las columnas del manómetro de rama abierta.Este procedimiento se repetirá en varios intervalos de temperatura no sobrepasando los 45º.La temperatura se ira aumentando con el uso del termostato y con agua hervida para acelerar el proceso.

Resultados

Parte teoricaEquilibrio entre gases idelaes y fases condensadas puras.Si las sustancias que sue participan en el equilibrio quimico se encuentran en mas de una fase, el equilibrio es heterogeneo.Si, ademas la reaccion involucra uno o mas solidos o liquidos puros , la expresion para la constante de equilibrio para la reaccion estudiada es:NH2COONH4(s) =2NH3 (g) +CO2 (g)

Kp=P2(NH3)*P(CO2)

, como las fracciones molares son XNH3=2/3 y XCO2=1/3se sabe que las presiones parciales estan dadas por:Pi=Xi * Pt

Entonces:PNH3=2P/3 y PCO2=P/3,reemplazando se tiene entonces que:Kp=(2P/3)2*(P/3)=4P3/27Donde P es la presion de disociacion del arbomato de amonio, es decir la presion total del sistema cuando se ha alcanzado el equilibrio.A partir del resultado anterior se puede decir que existe una dependencia de la constante de equilibrio con la temperatura, esta puede expresarse como:Gº=-RTlnKpAdemas se conoce la ecuacion:

2)Gº/T)/T=- Hº/T2

, que es una de las formas de la ecuacion de Gibbs Helmholtz,a partir de estas dos ecuaciones se tiene la siguiente ecuacion:3) d (ln Kp)/dT=Hº/RT2

,se obtiene una ecuacion equivalente:d(ln Kp)= -Hº/R d(1/T), que es una forma conveniente para su representacion grafica.Esta ecuacion muestra que la grafica ln Kp versus 1/T tiene pendiente igual a -Hº/R .Como Hº es constante al menos en intervalos moderados de temperatura, la grafica es con frecuencia lineal.Al obtener valores de Gº a varias temperaturas y el valor Hº dado a partir de la grafica de la ecuacion 3), podemos calcular Sº para cada temperatura por la ecuacion:Gº= Hº-TSº

Calculo de presiones a partir de hr y hx

Pc=762.08/760 mmHg= 1.003 atm

P1=1.003 –(0.478+0.475)=0.05 atmP2=1.003-(0.455+0.455)=0.093atmP3=1.003-(0.430+0.429)0.144 atmP4=1.003-(0.404+0.403)=0.196 atmP5=1.003-((0.351+0.350)=0.302 atm

Calculo de kpKp=4 Pi3/27Kp1=4/27 (0.05)3 =1.85*10-5Kp2=4/27 (0.093)3 =1.1910-4Kp3=4/27 (0.144)3=4.42310-4Kp4=4/27 (0.196)3=1.11510-3Kp5=4/27 (0.302)3=4.0810-3

I -A traves de un ajuste de los puntos de la recta obtenida se obtiene la ecuacion siguiente:Ln kp=-19744.611 /T +56.99De aquí se observa que su pendiente es :,m=-19744.611=-H/R ;como R=8.31441 J/K mol se tiene que :

H=164414.2234 J/K mol= 164.414 KJ mol

II- se obtine del grafico 1/298=3.36*10-3 y se encuentra el valor de ln kp a esa temperatura la cual es :Ln kp=-9.34Con este valor se puede calcular Gº=-8.31441 J/Kmol 298 K *-9.34=23140.522 J

Gº=23.14 KJ/ mol

Con este valor se puede calcular Sº=(Hº-Gº)/T=(164414.2234 J-23140.522J)/298K=474.0456 J/K

Sº=474.0456 J/K

III con los datos de Sºf Hºf Gºf de CO2 y NH3 a 298 K

Se pueden calcular Sºf Hºf Gºf del carbomato de amonio:Hºf( carbamato)=2*Hºf NH3 + Hºf(CO2)-Hºrx=2*-45094-393.51-164.414=-649.804 KJ/molGºf(carbamato)=2*Gºf NH3 + Gºf CO2 -Gºf rx=2*-16.5-394.36-23.14= -450.5 KJ/molSºf(carbamato)=2*Sºf NH3 +SºCO2 -Sº= 2*192.67+216.677-474.0456=124.9714 J/K mol

Tema 6: Conductivitad Electrica de DisolucionesParte experimental:

El objetivo de esta experiencia es estudiar la influencia de la concentración en la actividad de las soluciones de electrolitos débiles y fuertes. Además se debe determinar la constante de disociación de un ácido débil.

Los resultados de la experiencia fueron los siguientes:

: 389,81 S·cm2/ mol (HCl)Ka: 2,16·10-5 (HAc) : 354,36 Scm2/mol (HAc)

Ejemplos de cálculos3) Concentraciones

Para la dilución ¾ de HCl (0,1 M):

Concentración final = Concentración inicial · Dilución = 0,1 M · 3/4 Concentración final(C) = 0,075 M

4) Conductancia equivalente.

Para la dilución ¾ de HCl (0,1 M):

Λ = = 31,5 x10-3 (S/cm)

C 7,5 x10-5 (mol/cm3) Λ = 420,0 S·cm2/molv) Cálculo de la conductividad equivalente a dilución infinita para el HCl

Tomando la ecuación de la recta obtenida por medio del Gráfico 1y = -27542x + 451,77 Luego haciendo extrapolando se tiene:

=451,77 S· cm2/ molvi) Cálculos para Acido Acético ( HAc)

-Conductancia equivalente.- Cálculo de : (para HAc)

= ++ + -

-

HAc =

HCl + NaAc -

NaCl

HAc =

HCl + Na

+ + Ac

- - Na

+ - Cl

-

HAc =

HCl + Ac

- - Cl

-

HAc = 451,77+ 40.9 – 76.35

HAc = 416,32 Scm2/mol

-Grado de ionización (α) Para la dilución ¼ de HAc.

α = Λ /

= 14,08Scm2/mol 416,32 Scm2/mol

α = 3,38·10-2

-Constante de ionización, Para la dilución ¼ de HAc.

Kc = c· α2

1- α = 1.25 x10-2· (0,03383)2

1- 0,0338 Kc = 1,48·10-5

-Calculo del Ka

Tomando la ecuación de la recta obtenida por medio del Gráfico 3 y = 97,738x – 7,907 Luego haciendo extrapolando se tiene: y=Log Kc = -7,907

Ahora: Log Ka = Log Kc

Log Ka = -7,907 Ka = 1,24*10-8