Practica de leyes de los gases

4. RESULTADO
A continuación se relaciona los resultados obtenidos en la práctica de laboratorio. Los
ensayos fueron realizados por triplicado para obtener un rango más confiable.
4.1 ENSAYO ALKA-SELTZER
Para esta práctica se tomó ¾ de Alka- Seltzer y se adiciono a una olla con 300 mL
aproximadamente de agua; después de saturar el agua de
, se introdujo al recipiente
una probeta graduada. Con la ayuda de un compañero se insertó dentro de la probeta
una manguera la cual estaba conectada a un tubo de ensayo con desprendimiento lateral;
mientras se realizaba el montaje “Sistema recolector de gas”, otro compañero iba
pesando la sustancia (Alka-Seltzer), para que después de ser pesada fuera adicionada al
tubo de ensayo y luego ser tapado (tapón) inmediatamente.
Los resultados obtenidos durante este ensayo se muestran a continuación (ver tabla 1)
Alka-seltzer
No.
Peso (g)
mL H2O inicial mL H2O Desplazado
Veces
Alka- Seltzer
(probeta)
(probeta)
1
0.727 g
100 mL
81 mL
2
0.740 g
100 mL
85 mL
3
0.747 g
100 mL
85 mL
83.66 mL
Promedio
Tabla 1. mL H2O desplazado
Diferencia mL
H2O
19 mL
15 mL
15 mL
16,33 mL
Ya con el volumen de gas desprendido y con la ayuda de la ecuación de estados de los
gases, se determinó: la cantidad de moles
y la masa de
desprendida (ver tabla
2)
No.
No. Moles
1
2
3
Tabla 2. Cantidad de moles
masa de
y la masa de
desprendida
desprendida
Detalle de la tabla de resultado No. 2.
Datos ensayo 1 (cantidad de moles
)
Presión (P)
1.0015 atm (IDEAM - Instituto de Hidrología, 2020)
Temperatura (T)
8 °C ó 281K (IDEAM - Instituto de Hidrología, 2020)
Constante Raoult (R)
0.0821 L.atm/K.mol
Volumen (v)
0.081 L
Moles (n)
?
Ecuación
(
(
) (
) (
)
)
Datos ensayo 2 y 3 (cantidad de moles
)
Presión (P)
1.0015 atm (IDEAM - Instituto de Hidrología, 2020)
Temperatura (T)
8 °C ó 281K (IDEAM - Instituto de Hidrología, 2020)
Constante Raoult (R)
0.0821 L.atm/K.mol
Volumen (v)
0.085 L
Moles (n)
?
Ecuación
(
(
Datos ensayo 1 (masa de
Ecuación química
Moles de
Ecuación
C₆H₈O₇ + NaHCO₃
Datos ensayo 2 y 3 (masa de
Ecuación química
Moles de
Ecuación
C₆H₈O₇ + NaHCO₃
) (
)
) (
)
desprendida)
H2O+ CO2 + Na3C6H5O7
desprendida)
H2O+ CO2 + Na3C6H5O7
A continuación se relaciona el cálculo teórico de la reacción con relación al gas
desprendido a través de la ecuación ley de los gases ideales (Ver tabla 3)
Cálculos de la reacción (ecuación de gases ideales)
Presión (P)
1.0015 atm (IDEAM - Instituto de Hidrología, 2020)
Temperatura (T)
8°C ó 281K (IDEAM - Instituto de Hidrología, 2020)
Constante Raoult (R)
0.0821 L.atm/K.mol
Volumen (v)
?
Moles (n)
1 mol
C₆H₈O₇ + NaHCO₃
H2O+ CO2 + Na3C6H5O7
Ecuación química
Ecuación
(
Tabla 3. Volumen molar
) (
) (
)
“Ecuación de gases ideales”
Por último se determinó el volumen molar
y este resultado fue comparado con los
valores estimados a partir de la ecuación de los gases ideales (Ver tabla 3); con el
fin de determinar la variación entre ambos resultados y el motivo a dicha variación. (Ver
tabla 4)
Volumen molar
Ecuación química
Ecuación
C₆H₈O₇ + NaHCO₃
H2O+ CO2 + Na3C6H5O7
Tabla 4. Volumen Molar
4.2 ENSAYO CARBONATO DE CALCIO
Para esta práctica se realizó el montaje “Sistema recolector de gas” de la misma forma
que se llevó a cabo en el ensayo No. 1 “Alka-seltzer”; mientras se realizaba el montaje
uno de los integrantes del grupo iba pesando 0.15 g de
y lo iba adicionando al
tubo de Durham; en paralelo otra integrante iba agregando al tubo de ensayo con
desprendible lateral 3 mL de ácido clorhídrico 3M. Después de vertido los 0.15 g al
tubo de Durham este se ingresaba cuidadosamente al tubo de ensayo, evitando que se
produjera una reacción entre
y
3M; luego del que el tubo de Durham
estuviera en su posición, el tubo de ensayo debía ser tapado y después colocarse dentro
de un vaso precipitado (sin la manguera).
Se debe tener en cuenta que el conjunto tubo, sustancias, Durham, tapon y vaso
precipitado debe ser pesado antes y después del ensayo (reacción), con el fin de conocer
su peso y así obtener la diferencia de masa.
Los valores obtenidos del pesaje del montaje “Aparato Productor de
se visualiza a continuación. (Ver tabla 5)
”, son los que
Carbonato de Calcio
No.
Peso inicial
Peso final
Diferencia de
montaje (g)
montaje (g)
masa (g)
1
150.83 g
150.79 g
0.04 g
2
150.75 g
150.70 g
0.05 g
3
150.77 g
150.71 g
0.06 g
150,78
g
150.73
g
0.05 g
Promedio
Tabla 5. Diferencia de masa del montaje “Aparato productor de
”
Con los valores relacionados anteriormente en la columna diferencia de masa (g) (ver
tabla 5); se comparó con la información que se muestra a continuación y se observó la
exactitud y precisión de los datos entre los valores experimentales y los teóricos. (ver
tabla 6)
Valores teóricos (diferencia de masa)
Ecuación química
Ecuación
CaCO3 + HCl
CO2 + H2O+ CaCl2
100g
44 g
x
100%
0.15g
x
100%
44%
Tabla 6. Valores teóricos (diferencia de masa)
A continuación se detalla la pureza de la muestra
procedimiento (Ver tabla 7)
que se utilizó en cada
Pureza de
No. Veces
Teórica
Experimental
1
60 %
2
100 %
76 %
3
93.3 %
Tabla 7. Comparación % pureza del valor teórico- experimental
Detalle de la tabla No. 7
Pureza de
Ecuación química
Ecuación
CaCO3 + HCl
X
(teórico)
CO2 + H2O+ CaCl2
100%
Pureza de
Ecuación química
Ecuación
(experimental ensayo 1)
CaCO3 + HCl
X
Pureza de
Ecuación química
Ecuación
CaCO3 + HCl
X
Pureza de
Ecuación química
Ecuación
CO2 + H2O+ CaCl2
100%
(experimental ensayo 2)
CO2 + H2O+ CaCl2
100%
(experimental ensayo 3)
CaCO3 + HCl
X
CO2 + H2O+ CaCl2
100%
Una vez pesado y ensamblando el tubo de ensayo con la manguera que se encontraba
sumergida dentro de la probeta; se procedió agitar constantemente el tubo hasta que se
observara que no se estaba produciendo más gas; al finalizar este procedimiento se
marco la cantidad de agua desplazada.
A continuación se relaciona los valores del agua desplazada, que se llevó a cabo durante
cada ensayo (Ver tabla 8)
No.
Peso (g)
Carbonato de Calcio
mL
inicial (probeta)
1
2
3
0.15 g
0.15 g
0.15 g
100 mL
100 mL
100 mL
mL
Desplazado (probeta)
39 mL
41 mL
39 mL
39.67 mL
Promedio
Tabla 8. mL H2O desplazado
Después de que el volumen del gas fuera desprendido, con la ayuda de la ecuación de
estados de los gases se determinó la cantidad de moles
y la masa de
desprendida (ver tabla 9)
No.
No. Moles
1
2
3
Tabla 9. Cantidad de moles
masa de
y la masa de
desprendida
desprendida
Detalle de la tabla de resultado No. 9.
Datos ensayo 1 y 3 (cantidad de moles
)
Presión (P)
1.0015 atm (IDEAM - Instituto de Hidrología, 2020)
Temperatura (T)
8 °C ó 281K (IDEAM - Instituto de Hidrología, 2020)
Constante Raoult (R)
0.0821 L.atm/K.mol
Volumen (v)
0.039 L
Moles (n)
?
Ecuación
(
(
Presión (P)
Temperatura (T)
Constante Raoult (R)
Volumen (v)
Moles (n)
) (
) (
)
)
Datos ensayo 2 (cantidad de moles
)
1.0015 atm (IDEAM - Instituto de Hidrología, 2020)
8 °C ó 281K (IDEAM - Instituto de Hidrología, 2020)
0.0821 L.atm/K.mol
0.041 L
?
Ecuación
(
(
Datos ensayo 1 y 3 (masa de
CaCO3 + HCl
Ecuación química
Moles de
Ecuación
Datos ensayo 2 (masa de
CaCO3 + HCl
Ecuación química
Moles de
Ecuación
) (
) (
)
)
desprendida)
CO2 + H2O+ CaCl2
desprendida)
CO2 + H2O+ CaCl2
A continuación relacionamos el cálculo teórico de la reacción con relación al gas
desprendido (ver tabla 10)
Presión (P)
Temperatura (T)
Constante Raoult (R)
Volumen (v)
Moles (n)
Ecuación química
Ecuación
Cálculos de la reacción
1.0015 atm (IDEAM - Instituto de Hidrología, 2020)
8°C ó 281K (IDEAM - Instituto de Hidrología, 2020)
0.0821 L.atm/K.mol
?
1 mol
HCl + CaCO3 → H2O + CO2 + CaCl2
(
Tabla 10. Volumen molar
) (
) (
)
“Ecuación de gases ideales”
Por último se determinó el volumen molar
y este resultado fue comparado con los
valores estimados a partir de la ecuación de los gases ideales (Ver tabla 10); con el fin
de determinar la variación entre ambos resultados y el motivo a dicha variación. (Ver
tabla 11)
Volumen molar
Ecuación química
Ecuación
HCl + CaCO3 → H2O + CO2 + CaCl2
Tabla 11. Volumen Molar
4.3 ENSAYO CARBONATO ÁCIDO DE SODIO O BICARBONATO DE SODIO
Para esta práctica se realizó los mismos montajes y procedimientos llevados a cabo en el
ensayo No. 2. “Carbonato de Calcio”; con la única diferencia que se tomó una cantidad
de 0.15 g de
Los valores obtenidos del pesaje del montaje “Aparato Productor de
12)
” (Ver tabla
Carbonato ácido de Sodio
No.
Peso inicial (g)
Peso final (g)
Diferencia de masa (g)
1
150.08 g
150.03 g
0.05 g
2
150.10 g
150.02 g
0.08 g
3
150.12 g
150.06 g
0.06 g
150,10 g
150.03 g
0.06 g
Promedio
Tabla 12. Diferencia de masa del montaje “Aparato productor de
”
Valores teóricos (diferencia de masa)
Ecuación química
Ecuación
HCl + NaHCO3 → H2O + CO2 + NaCl
100g reactante
44 g
0.15g
100%
x
100%
x
44%
Tabla 13. Valores teóricos (diferencia de masa)
A continuación se detalla la pureza de la muestra
Pureza de
Teórica
No. Veces
Experimental
1
76 %
2
100 %
102%
3
93.3 %
Tabla 14. Comparación % pureza del valor teórico- experimental
Detalle de la tabla No. 14
Pureza de
Ecuación química
Ecuación
X
Pureza de
Ecuación química
Ecuación
100%
(experimental ensayo 1)
HCl + NaHCO3 → H2O + CO2 + NaCl
X
Pureza de
Ecuación química
Ecuación
(teórico)
HCl + NaHCO3 → H2O + CO2 + NaCl
100%
(experimental ensayo 2)
HCl + NaHCO3 → H2O + CO2 + NaCl
X
100%
Pureza de
Ecuación química
Ecuación
(experimental ensayo 3)
HCl + NaHCO3 → H2O + CO2 + NaCl
X
100%
A continuación se relaciona los valores del agua desplazada, que se llevó a cabo durante
cada procedimiento (Ver tabla 15)
Carbonato ácido de Sodio
mL
inicial (probeta) mL
100 mL
100 mL
100 mL
Promedio
Tabla 15. mL H2O desplazado
No. Veces
1
2
3
Peso (g)
0.15 g
0.15 g
0.15 g
Desplazado (probeta)
46 mL
44 mL
46 mL
45,3 mL
Ya con el volumen del gas desprendido y con la ayuda de la ecuación de estados de los
gases, se debe determinar: la cantidad de moles
y la masa de
desprendida (ver
tabla 16)
No.
No. Moles
1
2
3
Tabla 16. Cantidad de moles
masa de
y la masa de
desprendida
desprendida
Detalle de la tabla de resultado No. 16.
Datos ensayo 1 y 3 (cantidad de moles
)
Presión (P)
1.0015 atm (IDEAM - Instituto de Hidrología, 2020)
Temperatura (T)
8 °C ó 281K (IDEAM - Instituto de Hidrología, 2020)
Constante Raoult (R)
0.0821 L.atm/K.mol
Volumen (v)
0.046 L
Moles (n)
?
Ecuación
(
(
) (
) (
)
)
Datos ensayo 2 (cantidad de moles
)
Presión (P)
1.0015 atm (IDEAM - Instituto de Hidrología, 2020)
Temperatura (T)
8 °C ó 281K (IDEAM - Instituto de Hidrología, 2020)
Constante Raoult (R)
0.0821 L.atm/K.mol
Volumen (v)
0.044 L
Moles (n)
?
Ecuación
(
(
Datos ensayo 1 y 3 (masa de
) (
) (
)
)
desprendida)
HCl + NaHCO3 → H2O + CO2 + NaCl
Ecuación química
Moles de
Ecuación
Datos ensayo 2 (masa de
Ecuación química
Moles de
Ecuación
desprendida)
HCl + NaHCO3 → H2O + CO2 + NaCl
A continuación relacionamos el cálculo teórico de la reacción con relación al volumen
de gas desprendido
Presión (P)
Temperatura (T)
Constante Raoult (R)
Cálculos de la reacción
1.0015 atm (IDEAM - Instituto de Hidrología, 2020)
8°C ó 281K (IDEAM - Instituto de Hidrología, 2020)
0.0821 L.atm/K.mol
Volumen (v)
Moles (n)
Ecuación química
Ecuación
?
1 mol
HCl + NaHCO3 → H2O + CO2 + NaCl
(
Tabla 17. Volumen molar
) (
) (
)
“Ecuación de gases ideales”
Por último se determinó el volumen molar
y este resultado fue comparado con los
valores estimados a partir de la ecuación de los gases ideales (Ver tabla 17); con el fin
de determinar la variación entre ambos resultados y el motivo a dicha variación. (Ver
tabla 18)
Volumen molar
Ecuación química
Ecuación
HCl + NaHCO3 → H2O + CO2 + NaCl
Tabla 18. Volumen Molar
Referencia Bibliográfica
IDEAM - Instituto de Hidrología, M. y. (12 de julio de 2020). IDEAM - Instituto de Hidrología,
Meteorología y Estudios Ambientales. Obtenido de http://www.ideam.gov.co/
5. DISCUSION DE RESULTADOS
a) Pudimos evidenciar que el ¼ de
alkaseltzer que se añadía al
inicio del ensayo para saturar el
medio, facilitaba la recolección
de gas y desplazamiento de gua.
b) Durante las primeras pruebas del
alkaseltzer, se hicieron pruebas
donde se pesaba 1,5g aprox. Nos
dimos cuenta que al pesar esta
cantidad se desplazaba la
totalidad del agua. Por lo cual se
fue ajustando la cantidad que
pesamos hasta aprox 750 mg.
c) En el primer ensayo del
alkaseltzer se evidencia una
diferencia entre el valor teórico
del volumen molar teórico
calculado, y el valor real. Esto se
debe que las condiciones de
presión y temperatura no son
“las ideales” si no que estos
parámetros están determinados
por las condiciones del lugar en
el que se llevó a cabo el ensayo.
d) En el segundo ensayo con el
CaCO3, se evidencia que
efectivamente si disminuye el
peso del montaje después de
hacer reaccionar éste CaCO3 y
HCl. Esto refleja que el montaje
si perdió masa correspondiente
al CO2 producido, ya que éste se
recogió en la probeta.
e) En el segundo ensayo con el
CaCO3, al hacer el cálculo de la
pureza de los reactivos, se
observa una diferencia notable
entre estos porcentajes en los 3
ensayos. Esto se puede deber a
que como la diferencia de peso
entre el montaje inicial y final es
tan pequeña, no se tomaron los
suficientes
decimales
que
arrojaba la balanza para
disminuir el error.
f) En el segundo ensayo con el
CaCO3, se observa congruencia
entre el valor que se pesó de
CaCO3 y lo que se desplazó de
agua,
ya
que
este
desplazamiento varió muy poco.
El promedio del desplazamiento
fue de 39.67 mL para los
mismos 0,15g pesados en las 3
repeticiones.
g) En las pruebas del último ensayo
con NaHCO3, también se
observó que hubo diferencia de
peso entre el peso inicial y final
del montaje.
CONCLUSIONES
a) Se concluyó que si hubiésemos
reportado las cantidades que
pesamos con todos los decimales
que arrojaba la balanza, los
resultados hubiesen sido más
confiables.
b) Los valores de la presión y
temperatura que se usan para
calcular con la ecuación de los
gases ideales, son tomados de la
página del IDEAM. El usar los
valores para estos parámetros,
pero tomados directamente del
salón, nos darían resultados más
exactos.
c) Se concluyó que van a haber
diferencias entre los valores
teóricos y experimentales debido
a la pureza de los reactivos.
Bibliografia
https://comunidad.udistrital.edu.co/geaf/
files/2012/09/2010Vol5No2-006.pdf
http://www.comoves.unam.mx/assets/re
vista/105/guiadelmaestro_105.pdf