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DETERMINACIN DE

PESOS MOLECULARES

I. OBJETIVOS- Observar y aplicar dos mtodos para la determinacin de los pesos moleculares de las

sustancias.

- Aprender el uso de nuevos materiales en laboratorio.

- Obtener nuevos conocimientos acerca de el uso de la carta psicrometrica.

II. FUNDAMENTO TEORICO

Para conocer mas acerca de la determinacin de pesos moleculares necesitamos saber algunas

definiciones, como:

Peso Molecular (o masa molar), masa de un mol de partculas. La masa molar,M,de una

sustancia es la masa en gramos de un mol de esa sustancia. Se epresa en g!mol.

La masa molar en los "tomos es la masa atmica relativa epresada en g!mol. La masa molar

de un compuesto es igual a la masa molecular relativa, o peso molecular, epresada en g!mol. Los

n#meros $ue indican la masa molar y la masa molecular coinciden por$ue se eligi como factor de

conversin entre la unidad de masa atmica y el gramo el inverso de la constante de Avogadro.

%asta el a&o de '()' todos los pesos moleculares estaban basados en la eleccin arbitraria del

oigeno como tipo, cuyo peso atmico se fi*aba en ').++++ pero en la fec-a mencionada la /PA0

adopto un nuevo sistema de pesos atmicos cuyo tipo de comparacin es el istopo mas abundante

del carbonoal $ue se le asigno el peso '1,+++

2efinimos a un Gas como una sustancia en uno de los tres estados diferentes de la materia

ordinaria, $ue son el slido, el l$uido y el gaseoso. Los slidos tienen una forma bien definida y son

difciles de comprimir. Los l$uidos fluyen libremente y est"n limitados por superficies $ue forman

por s solos.

A-ora ampliaremos nuestro conocimiento acerca de los gases ideales:

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Ley de los gases ideales

La teora atmica de la materia define los estados, o fases, de acuerdo al orden $ue implican.

Las molculas tienen una cierta libertad de movimientos en el espacio. 3stos grados de libertad

microscpicos est"n asociados con el concepto de orden macroscpico.

Las molculas de un slido est"n colocadas en una red, y su libertad est" restringida a

pe$ue&as vibraciones en torno a los puntos de esa red. 3n cambio, un gas no tiene un orden espacial

macroscpico. Sus molculas se mueven aleatoriamente, y slo est"n limitadas por las paredes del

recipiente $ue lo contiene.

Se -an desarrollado leyes empricas $ue relacionan las variables macroscpicas. 3n los gases

ideales, estas variables incluyen la presin 4p5, el volumen 4V5 y la temperatura 4T5.

La ley de Boyle-Maio!!e

Afirma $ue el volumen de un gas a temperatura constante es inversamente proporcional a la presin.

Enunciado: A temperatura constante, el producto del numero que mide la presion de una masa dad

de un gas por el numero que mide su volumen es constante, cualquiera sea la presion

La ley de C"ales y #ay-L$ssa%

Afirma $ue el volumen de un gas a presin constante es directamente proporcional a la temperatura

absoluta.

Enunciado: El volumen de un gas ideal a presin constante es proporcional a su temperatura

absoluta.

La combinacin de estas dos leyes proporciona la ley de los gases ideales&V= 'RT

4nes el n#mero de moles5, tambin llamada ecuacin de estado del gas ideal. La constante de la

derec-a, R, es una constante universal cuyo descubrimiento fue una piedra angular de la ciencia

moderna.

Teo(a %i')!i%a de los gases

La teora fsica $ue relaciona las propiedades de los gases con la mec"nica cl"sica se

denomina teora cintica de los gases. Adem"s de proporcionar una base para la ecuacin de estado

del gas ideal, la teora cintica tambin puede emplearse para predecir muc-as otras propiedades de

los gases, entre ellas la distribucin estadstica de las velocidades moleculares y las propiedades de

transporte como la conductividad trmica, el coeficiente de difusin o la viscosidad.

Ley de Dal!o' o las Me*%las de los #ases.-

6A temperatura constante, la presin de la me7cla de varios gases es igual a la suma de las presiones

$ue tendran dic-os gases si cada uno ocupara el volumen total8.

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/n gas ideal es a$uel $ue cumple las condiciones , mencionadas arriba. Sin embargo los gases

reales se comportan de otro modo. 9o tan previsible, pues no todos los gases son iguales.

III. PARTE E+PERIMENTAL

Mtodo de !umas: Pesar el baln de 2umas. 4m'5

- ntroducir aproimadamente ;ml de cloroformo, $ue es el li$uido vol"til.

- Sumergir el baln en un ba&o de agua, calentar el ba&o -asta ebullicin y de*ar evaporar

completamente el cloroformo.

- Sellar r"pidamente la punta del capilar de 2umas con un mec-ero.

- Anotar la temperatura del ba&o de agua 45

- Anotar la temperatura del agua destilada 4

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- 0ompare el peso molecular eperimental con el peso molecular terico de la muestra.

Mtodo de Victor Me"er:

- Bontar el aparato de ?ictor Beyer.

-ntroducir agua destilada en el ,manmetro a trave7 del embudo e igualar los niveles de agua.

- ntroducir agua en el tubo eterno de ?ictor Beyer y calentar a ebullicin.

- Pesar un micro tubo de ensayo con su tapa de goma. 4m'5

- ntroducir la muestra de cloroformo en el micro tubo -asta aproimadamente '!> de su

volumen, tapar y secar. 4m15

- 0alcular la masa del cloroformo.

- 0uando el agua este -irviendo en el tubo eterno de ?ictor Beyer, introducir el micro tubo

dentro de la c"mara de vapori7acin y tapar inmediatamente.

- Se produce la vapori7acin de la muestra y el despla7amiento de un volumen de aire en el

manmetro. Leer la altura despla7ada, calcular el volumen, $ue corresponde al volumen del

vapor de cloroformo. 2eterminar el ?olumen del vapor, sabiendo $ue:

?olumen C @asealtura C r1-clo

%cloC altura $ue alcan7a el vapor en el tubo

- 0alcular la densidad del cloroformo. 4clo5

- 0alcular el peso molecular de la muestra a travs:

-

clo = ,) gr!cc

Para tener:

PgasC Patm E -%g

I. DATOS , CLCULOS

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II. OBSERVACIONES , CONCLUSIONES

-Siempre estar atentos al termmetro cuando se -acen eperiencias con este.

- 2ebemos ser cuidadosos con la ampolla.

- /sar una regla $ue este bien marcada.

Para comparar el peso molecular del , con una viscosidad seme*ante a la del agua, y una densidad de ',GF g!ml es

necesario darnos cuenta de $ue los datos eperimentales muy raramente arro*aran un

resultado eacto al terico.

III. BIBLIO#RAFIA

- !avid #$oema%er &'()*+, Eperimentos de -isicoquimica

Editorial .R.A.T., Mico, pags: /*0)1

- #amuel Maron " arl 2rutton &'(13+, -undamentos de -isicoqu4mica.

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Editorial 5imusa, Mico, pags:3/031

IV. CUESTIONARIO

'. uales son los 6actores mas importantes que se deben considerar para establecer ladi6erencia entre un gas ideal " real7

Se -an desarrollado leyes empricas $ue relacionan las variables macroscpicas. 3n los gases

ideales, estas variables incluyen la presin 4p5, el volumen 4V5 y la temperatura 4T5.

1. Hue es la presin baromtrica y $ue es presin manomtricaI

Ambas presiones se diferencian por el modo de ser obtenidas. 3s decir de acuerdo al parto $ue se

usa para medirlas.

Banmetro, La mayora de los medidores de presin, o manmetros, miden la diferencia entre

la presin de un fluido y la presin atmosfrica local. Para pe$ue&as diferencias de presin se

emplea un manmetro $ue consiste en un tubo en forma de / con un etremo conectado al

recipiente $ue contiene el fluido y el otro etremo abierto a la atmsfera. 3l tubo contiene un

l$uido, como agua, aceite o mercurio, y la diferencia entre los niveles del l$uido en ambas ramas

indica la diferencia entre la presin del recipiente y la presin atmosfrica local. Para diferencias de

presin mayores se utili7a el manmetro de @ourdon, llamado as en -onor al inventor francs

3ugJne @ourdon. 3ste manmetro est" formado por un tubo -ueco de seccin ovalada curvado en

forma de ganc-o. Los manmetros empleados para registrar fluctuaciones r"pidas de presin suelen

utili7ar sensores pie7oelctricos o electrost"ticos $ue proporcionan una respuesta instant"nea.

0omo la mayora de los manmetros miden la diferencia entre la presin del fluido y la

presin atmosfrica local, -ay $ue sumar sta #ltima al valor indicado por el manmetro para -allar la

presin absoluta. /na lectura negativa del manmetro corresponde a un vaco parcial.

Las presiones ba*as en un gas 4-asta unos '+)mm de mercurio de presin absoluta5 pueden

medirse con el llamado dispositivo de BcLeod, $ue toma un volumen conocido del gas cuya presin

se desea medir, lo comprime a temperatura constante -asta un volumen muc-o menor y mide su

presin directamente con un manmetro. La presin desconocida puede calcularse a partir de la ley

de @oyleBariotte. Para presiones a#n m"s ba*as se emplean distintos mtodos basados en la

radiacin, la ioni7acin o los efectos moleculares.

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@armetro, instrumento para medir la presin atmosfrica, es decir, la fuer7a por unidad de superficie

e*ercida por el peso de la atmsfera. 0omo en cual$uier fluido esta fuer7a se transmite por igual en

todas las direcciones. La forma m"s f"cil de medir la presin atmosfrica es observar la altura de una

columna de l$uido cuyo peso compense eactamente el peso de la atmsfera. /n barmetro de agua

sera demasiado alto para resultar cmodo. 3l mercurio, sin embargo, es '>,) veces m"s denso $ue elagua, y la columna de mercurio sostenida por la presin atmosfrica normal tiene una altura de slo

K)+ milmetros.

/n barmetro de mercurio ordinario est" formado por un tubo de vidrio de unos F;+ mm de altura,

cerrado por el etremo superior y abierto por el inferior. 0uando el tubo se llena de mercurio y se

coloca el etremo abierto en un recipiente lleno del mismo l$uido, el nivel del tubo cae -asta una

altura de unos K)+ mm por encima del nivel del recipiente y de*a un vaco casi perfecto en la parte

superior del tubo. Las variaciones de la presin atmosfrica -acen $ue el l$uido del tubo suba o ba*e

ligeramente al nivel del mar no suele caer por deba*o de los K>K mm ni subir m"s de KK; mm.

0uando el nivel de mercurio se lee con una escala graduada denominada nonius y se efect#an las

correcciones oportunas seg#n la altitud y la latitud 4debido al cambio de la gravedad efectiva5, la

temperatura 4debido a la dilatacin o contraccin del mercurio5 y el di"metro del tubo 4por los efectos

de capilaridad5, la lectura de un barmetro de mercurio puede tener una precisin de -asta +,'

milmetros.

Para predecir el tiempo es imprescindible averiguar el tama&o, forma y movimiento de las masas

de aire continentales esto puede lograrse reali7ando observaciones baromtricas simult"neas en una

serie de puntos distintos. 3l barmetro es la base de todos los pronsticos meteorolgicos.

>. 8ue es una carta psicrometrica7

3s una representacin grafica, $ue se utili7a para comprender la relacin de las diversas variables

atmosfricas y para resolver problemas de acondicionamiento de aire.

G. !e6ina punto de roc4o " $umedad relativa.

@"sicamente el roco es vapor de agua contenido en el aire c"lido $ue se condensa sobre ob*etos fros,

en particular la condensacin formada en noc-es frescas durante las estaciones calurosas.

3l aire contiene una cantidad de vapor de agua m"ima $ue aumenta o disminuye con la temperatura.

Al anoc-ecer despus de un da caluroso, el aire casi saturado de vapor se enfra por deba*o de la

temperatura en la $ue $ueda saturado por completo. Al enfriarse m"s, el eceso de vapor se condensa

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sobre cual$uier superficie, desde una bri7na de -ierba -asta el vidrio de una ventana. La temperatura

a la cual se empie7a a formar el roco en el aire $ue contiene una cantidad conocida de vapor de agua

se llama punto de roco. Si es menor $ue la temperatura de congelacin, se forma escarc-a.

La -umedad es la medida del contenido de agua en la atmsfera. La atmsfera contiene siempre algo

de agua en forma de vapor. La cantidad m"ima depende de la temperatura crece al aumentar sta: a

G,G 0, '.+++ Mg de aire -#medo contienen un m"imo de ; Mg de vapor a >K,F 0 '.+++ Mg de aire

contienen 'F Mg de vapor.

3l peso del vapor de agua contenido en un volumen de aire se conoce como -umedad absoluta y se

epresa en Mg de agua por Mg de aire seco. Los cientficos se refieren a estas medidas con gramos de

vapor de agua por metro c#bico. La humedad relativa, dada en los informes meteorolgicos, es la

ra7n entre el contenido efectivo de vapor en la atmsfera y la cantidad de vapor $ue saturara el aire

a la misma temperatura.

;. Temperatura, presin " volumen critico de una sustancia.

La temperatura crtica de un gas es a$ulla por encima de la cual no se lic#a por muc-a presin $ue

se apli$ue. La presin crtica es la necesaria para licuar un gas a su temperatura crtica. N el

volumen critico es a$uel volumen $ue ocupa un mol de cual$uier sustancia a temperatura y presin

criticas.

). 8ue otros mtodos eperimentales se puede utili9ar para determinar los pesos mole ulres

de los gases7

3l mtodo de =egnault, se usa para determinar los pesos moleculares de las sustancias gaseosas ala

temperatura ambiente.