UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO Facultad de Ingeniería Industrial y de Sistemas Escuela de Ingeniería Industrial
Físico Química
DE!ER"INACION DE LA "ASA "OLECULAR DE LIQUIDOS VOLA!ILES# $"%todo de Víctor "eyer& 'ro(esor)
Ing. Camasi Pariona, Oswaldo
Alumnos )
Palomino Sotelo, Jherson Valver lverde de i ir! r!n, n, "#is "#is
1215110339 1215110339 1215 12151 1100$5 00$5
Ciclo) IV Callao, 3 de ma%o del 201$
*NDICE Introd#&&i!n''''''''''''''''''''''''''..3
O()etivos'''''''''''''''''''''''''''...$
Parte te!ri&a''''''''''''''''''''''''''.5
*ateriales''''''''''''''''''''''''''.....+
ea&tivos'''''''''''''''''''''''''''..+
Pro&edimiento e-erimental'''''''''''''''''''.9
C/l&#los''''''''''''''''''''''''''.'..11
Con&l#siones'''''''''''''''''''''''''.1+
e&omenda&iones''''''''''''''''''''''...19
i(liograa''''''''''''''''''''''''''..20
ne-os'''''''''''''''''''..''''''''...21
IN!RODUCCI+N 4n el resente tra(a)o lo #e vamos a ha&er es determinar de manera e-erimental la masa mole&#lar de l#idos vol/tiles, en este &aso el ag#a.
4n rimer l#gar entendemos #e es #n li#ido vol/til, se di&e #e #n li#ido &#ando a temerat#ra de am(iente asa de estado li#ido a gaseoso sin ne&esidad de alg6n estim#lo.
4ntre los llamados l#idos vol/tiles tenemos el al&ohol, la araina, la (en&ina, et&7tera.
8tiliaremos las dierentes e&#a&iones est#diadas, ara o(tener de orma e-erimental la masa mole&#lar de esta, % al &ond#&ir &omararemos estos res#ltados o(tenidos &on los te!ri&os, % as hallaremos #n : de error, el &#al nos dir/ #e tan le)os o #e tan &er&a estamos del res#ltado &orre&to.
O,-E!IVOS
;eterminar e-erimental de la densidad de vaor.
;eterminar e-erimental de la masa mole&#lar.
li&a&i!n de las dierentes e&#a&iones de estado.
'AR!E !E+RICA Determinaci.n de la masa molecular de lí/uidos 0ol1tiles
4C8CI<= ;4 4S>;O 8na e&#a&i!n de estado de #n gas de #na rela&i!n matem/ti&a entre la resi!n, vol#men, temerat#ra % n6mero de moles ?P, V, >, n@ en e#ili(rio. >al rela&i!n no de(e ser e-resada ne&esariamente en la orma de e&#a&i!n % desde l#ego e-isten grai&as % ta(las de valores n#m7ri&os #e son #sados ese&ialmente en tra(a)os r/&ti&os. "a e&#a&i!n de estado m/s simle % me)or &ono&ida es a#ella ara los gases idealesA
PV B n> 4n dondeA PA resi!n a(sol#ta VA vol#men total nA n#mero de moles A &onstante #niversal de los gases >A temerat#ra a(sol#ta
m n= M
4n dondeA mA masa del gas *A masa mole&#lar del gas
dem/sA ρ
=
m V
densidad del gas, deinida &omo masa del gas en #n vol#men #nitario. ρ: inalmenteA M = ρ
RT P
"os gases reales e-hi(en desvia&iones de esta simle e&#a&i!n, ero es &ono&ido #e, todos los gases se aro-iman al &omortamiento de gas ere&to en el lmite de m#% (a)as densidades si rea&&iones #mi&as est/n a#sentes.
DE!ER"INACI+N DE LA "ASA "OLECULAR 'OR EL "2!ODO DE LAS DENSIDADES LI"I!ES 4s #no de los m7todos ara la determina&i!n e-a&ta de la masa mole&#lar. 4ste m7todo #e da e-&elentes res#ltados, est/ (asado en el he&ho de #e a #na resi!n &ero la le% de los gases es e-a&ta en &#al#ier &aso. "as densidades de #n gas #n vaor se determina a #na temerat#ra dada % a la resi!n atmos7ri&a % otras menores. "a rela&i!n ρDP se grai&a &ontra la resi!n P. si el vaor o gas son ideales, esta rela&i!n de(era ser la misma ara todas las resiones. Si de la e&#a&i!n
PV =nRT
;ese)emos nDV B PD> % reemlaamos en la sig#iente e&#a&i!nA
(
)( )
PV a n = 1 + b− nRT RT V
Se o(tieneA
(
)( )
PV a P = 1 + b− nRT RT RT
S#stit#%endo los ar/metros a % ( or s#s e#ivalentes en t7rminos de las roiedades &rti&as % &onsiderando adem/s #eA n=
n ρV = m M
ECUACION DE VAN DER 3ALLS
M = ρ
ECUACION DE ,ER!4ELO!
(
−
1
9 P T c RT ⌊1 + M = ρ P 12 8 P cT
ECUACION DE DIE!ERICI M = ρ
Para &orregir la resi!nA
P= P B PW
PT c RT ⌊1 + P 8 PcT
(
1
−
h 100
)
P T c RT ⌊1 + 2 P e PcT
(
−
1
)
27 T c 8 T
⌋
( ) 2
−
1
4 T c
T
6 T c 2
T
)
⌋
⌋
"A!ERIALES 5 EQUI'OS arato modii&ado de V&tor *e%er, &om#esto deA
8n t#(o &alea&tor 8n t#(o de vaoria&i!n 8n em(#do nivelador de ag#a 8n erlenme%er de vaoria&i!n &on t#(o de seg#ridad 8n ras#ito Eoman &on ta!n de )e(e
8na ina
8n me&hero
Soortes, mang#eras de )e(e
8n vaso de 100m"
alana analti&a
om(a de va&io
REAC!IVO &etona o tetra&lor#ro de &ar(ono S#(ir % (a)ar varias ve&es el t#(o nivelador F, desde s# #nto m/s (a)o al m/s alto, de)ando #e ermane&a en esas osi&iones 1 min#to o m/s. 8na ve #e le l#)o de vaor es &onstante a trav7s del t#(o &alea&tor, nivelar la (#reta de gas a &ero, ha&iendo &oin&idir el nivel de ag#a de F &on el &ero de la (#reta.
Cerrar la llave E % &omro(ar #e el sistema se en&#entra (ien herm7ti&o ?leer e-a&tamente la es&ala de la (#reta niveladora F@, l#ego (a)arlo a s# #nto m/s (a)o % des#7s de 1 min#to volver a leer la es&ala niveladora F, las le&t#ras de(en &oin&idir.
>omar nota de la es&ala en la (#reta ?V@.
;esliar la varilla ; ara destaar el ras#ito, tener &#idado de regresar la varilla ; a s# misma osi&i!n ini&ial.
l mismo tiemo #e (a)a el nivel de ag#a en la (#reta, (a)ar el nivelador F.
C#ando &esa de (a)ar el nivel, tomar nota de la es&ala en la (#reta ?V @ % de la temerat#ra ?t@ del ag#a.
(rir la llave E.
"eer la resi!n (arom7tri&a % la h#medad de la atmosera.
#s&ar la resi!n del ag#a a la temerat#ra t.
C6LCULOS C1lculos y resultados *asa del ras#ito Eoman B 1.G2+2g *asa del ras#ito Eoman H &etona B 1.G+$2g >emerat#ra del medio am(iente B 22C B 1F B 29G.15K Presi!n atmos7ri&a B 535mmEg B P Vol#men deslaado or el vaor de la a&etona B 32.2 &m 3
C6LCULO DE LA DENSIDAD DEL VA'OR)
(1)
ρ
=
masa acetona V
masa acetona=ma=1.6842 gr −1.6282 gr =0.5996 gr
ρV =
ma V
=
0.056 gr 32.3 cm
3
−3
ρV =1.739130 x 10
gr cm
3
V =32.2 cm
3
$7& CORRECCI+N DE LA 'RESI+N) P= P B− PW x 1 −
h 100
;ondeA PLA resi!n de vaor del ag#a hA h#medad relativa >A 20C 0.019337
lb 2
¿
PB =535 mmHgx
1 mmHg
=10.345295
lb 2
¿
Eallando PLA
> ?F@
PW
(¿ )
50
lb
21.6
2
100
0.95
1.G
PL
50
0.1+
0.77
PW −0.18
PW = 0.51264
hB+2:
P= P B− PW x 1 −
¿ 10.345295
=
h 100
lb
lb
2
2
82
−0.51264 x 1− 100 ¿ ¿
lb 2
¿
P=10.2530198
lb 2
¿
1 atm
x
14.696
lb 2
¿
P=0.6976741835 atm
$8& DE!ER"INACI+N DE LA "ASA "OLECULAR ?3.1@ 4&. ;e gases ideales m PV =nRT = RT M
M =
ρRT P 3
−3 1.739130 x 10
¿
M 1=
0.6976741835 atm
M 1=60.36716308
gr mol
$9& EC: DE VAN DER 3AALS
T C =508.7 ° K PC = 46.6 atm
M = ρ
RT P
[
1
+
P . T C 8. PC T
3
gr ¿ .atm 10 cm x 0.08205 x 295.15 ° K 3 mol°K 1 cm
(
1
−
27 T C 8 T
)]
27 T C ρRT ρT C x 1− + P 8 P C T 8 T
=
3
−3 1.739130 x 10
gr ¿ .atm x 295.15 ° K 10 cm x 0.08205 3 mol°K 1 cm
3
¿
M =
0.6976741835 atm
+ 1.739130 x 10−
3
gr cm
3
¿ .atm
x 508.7 ° K .
mol°K
(
8 46.6 atm
M 2=59.4292438
x 1−
(
) 8 ( 295.15 ° K )
27 508.04 ° K
)
gr mol
$;& EC: DE ,ER!4ELO!
RT M 3= ρ P
[
1
+
9 P . T C 128. PC T
−3 1.739130 x 10
gr cm
M 3=
x 1 +
3
1
−
2
T
)] 3
x 0.08205
(
mol°K
)
9 x 0.6976741835 atmx 508.7 ° K
(
)
128 x 46.6 atm 395.15 ° K
(
2
)
6 508.07 ° K 2
295.15 K
M 3=58.52457683
gr mol
3
¿ .atm x 10 cm 295.15 ° K
0.6976741835 atm
¿ ¿
x 1−
(
2
6 T C
1
1
¿
EC. DE DIETERICI Porcentaje de error (%E)
