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