Informe de gases ideales

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(Ec. 6)

Un azeótropo (o mezcla azeotrópica) es una mezcla líquida de dos o más compuestos químicos que hierven a temperatura constante y que se comportan como si estuviesen formadas por un solo componente; este puede hervir a una temperatura superior, intermedia o inferior a la de los constituyentes de la mezcla, permaneciendo el líquido con la misma composición inicial, al igual que el vapor, por lo que no es posible separarlos por destilación simple o por extracción líquido-vapor.

Un ejemplo es la mezcla de etanol y agua, que forma un azeótropo para una concentración del 96 % en peso de alcohol, que hierve a una temperatura de 78,2 °C. Con una destilación simple se obtiene un alcohol con esta concentración, pero para conseguir un compuesto más puro se necesita utilizar recursos especiales como una destilación azeotrópica. [4]

Durante el experimento se tiene el etanol al 96%, el cual es sometido a un proceso de calentamiento para evaporizarlo y condensar el gas ‘puro’, y a este determinarle su masa molar. Encontramos que una vez calculada la masa molar del líquido volátil experimentalmente, es decir con los datos adquiridos durante la práctica, no da como resultado el mismo valor de la masa molar teórica del líquido volátil. Esto se debe no solo a la diferencia de la presión atmosférica en los distintos lugares donde se lleve a cabo el procedimiento, la cual también afecta los puntos de fusión y ebullición y por ende la masa molar, sino también a que la sustancia con la cual hemos trabajado no es un componente puro. El etanol al 96%, es una mezcla azeotrópica de agua y etanol a la cual no se separará fácilmente como con una destilación simple, sus componentes. Por dicha razón al calcular la masa molar del líquido problema, vamos a obtener un resultado mayor al del valor teórico, así como también pasa con el punto de ebullición, pues no estamos trabajando solo con el etanol sino que también existe una pequeña ‘impureza’ que es la parte de agua que tiene la mezcla.

CONCLUSIONES

- La presión que ejerce un gas sobre las paredes del recipiente que lo contiene, el volumen que ocupa, la temperatura a la que este se puede encontrar y la cantidad de sustancia (número de moles) están relacionadas, lo cual se determina con la ecuación de estado de los gases ideales PV=nRT, donde no se puede modificar una de estas variables sin que cambien las otras.

- Las moléculas de los gases se mueven libremente chocando contra las paredes del recipiente donde se encuentran, originando de esta forma la presión del gas.

- Gracias a la capacidad expansiva de los gases, podemos concluir que el volumen de un gas se define por el volumen del recipiente que lo contenga.

- Las mezclas azeotrópica al ser expuestas a distintos procesos simples como el baño maría, no van a separar sus componentes ni la cantidad porcentual de estos en la mezcla, creando una impureza que afecta los resultados.

ANEXOS

PREGUNTAS

- ¿Cuál es el objetivo del pequeño agujero hecho en el centro de la tapa del papel de aluminio?

- ¿Qué posibles errores experimentales podrían influir en la determinación del peso molecular? ¿Podría aplicarse este método a toda clase de líquidos?

- ¿Qué precauciones se debe tener para el calentamiento de solventes?

SOLUCIÓN

1R/ El objetivo de hacer un pequeño agujero en el centro de la tapa de aluminio, es expeler el exceso de vapor durante el baño maría.

2R/Los posibles errores que influyeron en la determinación del peso molecular son:

- Es una mezcla azeotrópica.

- El balón se encontraba húmedo en su exterior cuando fue pesado, lo cual provoca que la masa del balón aumente. La diferencia entre la masa del balón con la tapa y el del balón, con la tapa y el líquido sería mayor que la real. El peso molecular aumentaría.

3R/ Se debe utilizar el equipo necesario para el manejo seguro del material caliente: guantes, pinzas para tubo de ensayo, vasos, crisoles, pinzas para crisol, hay que asegurarse que los materiales de vidrio que se expondrán al calor deben de ser pírex (resistentes al calor) y nunca se deberá manejar cristales u otros objetos con las manos desnudas si no se tiene la certeza de que están fríos.

Se debe tener cuidado de no calentar líquidos directamente a la flama, pues estos pueden reventarse.

BIBLIOGRAFIA

[1]Raymond CHANG, Química,7a Edición. Colombia. LibrosMc GRAW-HILL, 2002. P. 977.

[2]Jerome L. Rosenberg. Química General. 6aEdición. México. Libros Mc GRAW-HILL. 1982. P. 315. Serie SCHAUM.

[3]Karen C.Timberlake. Química. 2a Edición. México, Enrique Quintanar Duarte, 2008. P. 752.

[4]Wikipedia, 21 Mayo 2014. Mezcla Azeotrópica. http://es.wikipedia.org/wiki/Aze%C3%B3tropo.