Practica 2. volumen_molar_de_oxigeno
- 1. 1 PRÁCTICA 2. VOLUMEN MOLAR DEL OXÍGENO Materiales y Equipo especial: Tubo de ensayo grande pyrex de 150 mm, Matraz redondo 1 ó ½ litro; conexiones de tubo de vidrio, tapones y manguera látex según la figura 1.; termómetro; barómetro, clorato de potasio; dióxido de manganeso. Espátula, vidrio de reloj, soporte universal, pinzas para bureta, bascula granataria mecánica, mechero bunsen. Figura 1. Aparato para determinar el volumen molar del O2. Objetivo: Medir el volumen que desplaza el oxígeno. Introducción: La preparación de oxígeno a partir del clorato de potasio es posible utilizando el aparato que se describe en la figura 1, medir el volumen molar de oxígeno, es decir, el volumen a TPN. Que ocupan 32 gramos de O2. Los cálculos necesarios para averiguar el volumen molar del oxígeno son una aplicación de las leyes de los gases ideales. El clorato de potasio tiene una cierta cantidad de humedad que es posible expulsar fundiendo el clorato. En esta forma la pérdida de peso que sufre el clorato durante el experimento es debida únicamente al oxígeno que se desprende conforme a la ecuación: 2KClO3 2KCl + 3 O2 Procedimiento Caliente 2.5 g de clorato de potasio en un tubo de ensayo “Pyrex” de 150 mm. Caliente hasta que la sal se funda con el fin de expulsar la humedad. Deje que el tubo se enfríe y prepare entre tanto el aparato que se ilustra en la figura 1. Llene de agua el matraz redondo hasta unos dos centímetros antes del tapón. Coloque un poco de agua en el vaso de precipitados y llene adecuadamente con agua la manguera y los tubos que conectan el vaso con el matraz redondo sin que queden burbujas en esas conexiones. Para esto último suba y baje el nivel del vaso de precipitados a fin de provocar el efecto de sifón. Con esto salen las burbujas. Nuevamente ajuste el volumen del agua en el matraz redondo (agregando agua si fuera necesario) y cierre la pinza. En este momento ya el tubo de ensayo “pirex” con el perclorato debe estar frío. Agregue 1 g de dióxido de manganeso; mezcle bien con la ayuda de un agitador largo y pese cuidadosamente el tubo de ensayo y su contenido. Anote el peso. Conecte ahora el tubo en la forma que lo indica el diagrama y péselo bien. Asegúrese de que el aparato esté herméticamente cerrado. Para esto abra la pinza y note que el agua del matraz redondo no pasa al vaso de precipitados aunque haya diferencia de niveles. Si pasa agua, corrija los defectos, nivele ahora las presiones interna y externa. Para esto abra la pinza y suba o baje el vaso de precipitados para que el agua, por sifón, salga o entre en matraz redondo hasta que los niveles de agua en ambos recipientes (matraz redondo y vaso) sean iguales. En ese momento cierre la pinza y bote el agua del
- 2. vaso. Escúrralo bien pero no lo seque. Colóquelo nuevamente en posición y abra la pinza (no importa que en ese momento pase algo de agua del frasco al vaso). Caliente ahora el clorato de potasio de modo que el oxígeno salga a una velocidad moderada. Caliente por periodos no muy largos, retirando el mechero para graduar así la cantidad de oxígeno que se desprende. Durante el proceso, mantenga el tubo final de la conexión que sale del matraz redondo bajo el nivel de agua del vaso de precipitados. Continúe calentando hasta que se haya desplazado unos 350 ml de agua. Tenga cuidado de no desplazar mucha agua del matraz redondo. Si el nivel del agua llegara a descender por debajo del tubo que llega casi al fondo del matraz redondo, el experimento queda arruinado porque ya no se puede medir el volumen de agua desplazado que corresponde al volumen de O2 desprendido. Deje que el aparato se enfríe a la temperatura ambiente y entonces nivele las presiones interna (en el matraz redondo) y externa (en el vaso) como ya se ha explicado y coloque la pinza. Pese nuevamente el tubo de ensayo, a fin de determinar la pérdida de peso habida. Determine el volumen del oxígeno desprendido midiendo el volumen del agua desplazada en el vaso. Use una probeta de 500 mL. Mida la temperatura del oxígeno, suspendiendo un termómetro en el gas que está en matraz redondo. Mida u obtenga el dato de la presión barométrica ambiente. Anote todos los datos en su bitácora de laboratorio según el plan siguiente: Datos Experimentales: Peso del tubo y su contenido antes de calentar …………………….. g Peso del tubo y su contenido después de calentar …………………….. g Pérdida de peso …………………….. g Temperatura del oxígeno …………………….. °C Volumen del oxígeno recogido …………………….. mL Presión de vapor del agua …………………….. mm Hg Presión barométrica …………………….. mmHg Con estos datos calcule TPN que ocupan 32 g de O2 Suponiendo que el valor exacto del volumen molar de oxígeno es 22 400 mL, calcule el porcentaje de error de su determinación experimental. Cuestionario Final 1. ¿Por qué deben nivelarse las presiones interna y externa antes y después de recoger el oxígeno? 2. ¿Por qué debe permanecer bajo el agua la punta del gotero del tubo final, mientras el aparato se enfría, después de haberse desprendido el oxígeno? 3. ¿Por qué el tubo no debe pesarse caliente? 4. Enumere algunas (cuatro por lo menos) fuentes de error en este experimento? ¿Cómo los corregiría usted? 5. ¿Podría usted sugerir un aparato mejor para hacer este experimento? Si responde sí explique su idea. 6. ¿Se podría, con un aparato similar, determinar el volumen molar de HNO3 o de HCl? ¿Sí o no y por qué? 7. ¿Por qué es necesario hacer una corrección por la presión de vapor de agua en este experimento? 8. Porque la presión que ejerce el vapor de agua será la misma que ayudara al desplazamiento del O 9. ¿Qué se entiende por: a) vasos comunicantes b) sifón? a) conjunto de recipientes comunicados por su parte interior y que contienen un líquido homogéneo 2
- 3. b) Tubo encorvado que sirve para sacar líquidos del vaso que los contiene,haciéndolos pasar por un punto superior a su niel Bibliografía Chaverri Benavides Guillermo M., Química General, Manual de laboratorio. Editorial UCR, Costa Rica, 2006. P. 61,62. 3