UNIVERSIDAD DE LA COSTADEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS ÁREA DE LABORATORIO DE FÍSICA FACULTAD DE INGENIERÍA LEY DE GRAHAM 1 Ingeniería Industrial Juan Jose carrascal - Laboratorio de Química Inorgánica: DN4 ESTRUCTURA MARCO TEÓRICO CÁLCULOS ANÁLISIS CONCLUSIONES DEF Resumen Este informe de laboratorio es realizado con el fin de comprobar la ley de Graham, con esta experiencia lograremos identificar que las velocidades de difusión y efusión de los gases son inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus respectivas masas molares. En este experimento ilustraremos la ley de Graham Comparando las velocidades de difusión de dos sustancias gaseosas: “amoníaco y cloruro de hidrógeno y comparamos la velocidad de difusión de los gases con la de los líquidos. Palabras claves Amoníaco, cloruro de hidrogeno, difusión de los gases. Abstract The lab report is performed in order to verify the law of Graham, with this experience we will manage to identify the rates of diffusion and effusion of gases are inversely proportional to the square roots of their molecular weights. In this experiment we illustrate Graham's Law the diffusion rates Comparing two gaseous "ammonia and hydrogen chloride and compare the rate of diffusion of gases with liquids. Keywords Ammonia, hydrogen chloride, gas diffusion 1. Introducción 2. Fundamentos Teóricos En esta experiencia vamos a corroborar la ley de Graham, para esto utilizamos elementos de laboratorio como: 2 tubos de vidrio de unos 100 cm de longitud y 2 cm de diámetro Algodón 2 varillas de soporte 2 prensas universales 3 goteros 2 bulbos de gotero 1 vaso de precipitados de 100 mL 1 metro Solución concentrada de HC1 Solución concentrada de NH3 Antes de realizar experiencia verificamos los elementos de protección personal exigidos en el laboratorio: Gafas de seguridad, guantes de nitrilo, mascarilla. 1. La ley de Graham, establece que las velocidades de difusión y efusión de los gases son inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus respectivas masas molares. Siendo las velocidades y las masas molares. Efusión es el flujo de partículas de gas a través de orificios estrechos o poros. Se hace uso de este principio en el método de efusión de separación de isótopos. El fenómeno de efusión está relacionado con la energía cinética de las moléculas. 1 UNIVERSIDAD DE LA COSTA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS ÁREA DE LABORATORIO DE FÍSICA FACULTAD DE INGENIERÍA 1. el amoníaco es cáustico y peligroso uniformemente por todo el tanque. Amoníaco. azano. Es un compuesto tóxico. El amoníaco contribuye significativamente a las necesidades nutricionales de los organismos terrestres por ser un precursor de comida y fertilizante. formado por un átomo de cloro unido a uno de hidrógeno. "La velocidad de difusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su densidad 2. La difusión es el proceso por el cual una substancia se distribuye uniformemente en el espacio que la encierra o en el medio en que se encuentra. es también un elemento importante para la síntesis de muchos fármacos y también es usado en diversos productos comerciales de limpieza. podemos establecer la siguiente relación entre las velocidades de difusión de dos gases y su peso molecular: 3. Gases diferentes tienen distintas velocidades de difusión. Por ejemplo: si se conectan dos tanques conteniendo el mismo gas a diferentes presiones. En una técnica el gas se deja pasar por orificios pequeños a un espacio totalmente vacío. amoniaco. en corto tiempo la presión es igual en ambos tanques. Para obtener información cuantitativa sobre las velocidades de difusión se han hecho muchas determinaciones. El cloruro de hidrógeno (ácido clorhídrico en su forma hidratada) es un compuesto químico de fórmula HCl. A condiciones normales de presión y temperatura (CNPT) es un gas más denso que el aire. la distribución en estas condiciones se llama efusión y la velocidad de las moléculas es igual que en la difusión. corrosivo. También si se introduce una pequeña cantidad de gas A en un extremo de un tanque cerrado que contiene otro gas B. de olor picante y sofocante. Las densidades se pueden relacionar con la masa y el volumen porque (d= m/v). cuando M sea igual a la masa (peso) v molecular y v al volumen molecular. Es un gas incoloro con un característico olor acre. En donde v1 y v2 son las velocidades de difusión de los gases que se comparan y d1 y d2 son las densidades. La difusión es una consecuencia del movimiento continuo y elástico de las moléculas gaseosas. Pese a su gran uso. rápidamente el gas A se distribuirá y como los volúmenes moleculares de los gases en condiciones iguales de temperatura y presión son 2 . espírit u de Hartshorn o gas de amonio es un compuesto químico de nitrógeno con la fórmula química NH3. El amoníaco directa o indirectamente. Los resultados son expresados por la ley de Graham. En el laboratorio trabajamos con los siguientes materiales: 2 algodones. Cálculos * Escriba la ecuación para la reacción (Prodecidimiento 1) 3 .9 cm ubicado en el lado izquierdo del tubo de vidrio El NH3 recorrió 81. en la ecuación anterior sus raíces cuadradas se cancelan. soporte universal. NH3(g) + HCl(g) ---> NH4Cl(s) Imagen #1 Anillo creado por los dos gases. vaso precipitado de 100 ml.UNIVERSIDAD DE LA COSTA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS ÁREA DE LABORATORIO DE FÍSICA FACULTAD DE INGENIERÍA idénticos. pero como los reactivos son gases. Así pudimos observar que el azul de metileno se difundía de una manera lenta cambiando el color del H2O de ser transparente a un azul intenso o fuerte. Desarrollo experimental Se juntan los vapores de NH3 y HCl para formar NH4Cl blanco. Le echamos al beakers los 40 ml de H2O y agregamos cinco gotas de azul de metileno y uno de nuestros compañero maneja el cronometro para saber el tiempo de cambio de color y la difusión. por ende. bulbo de goteros. Aplicando el principio de la difusión de la ley de Graham. tubo de vidrio. es decir V1 = V2. azul de metileno y 40 ml de H2O. entonces por eso la reacción se hará más lejos del algodón con amoníaco (y. un metro y dos reactivos que son el HCl y el NH3 Introducimos el primer algodón a unos de los extremos del tuvo con HCl y el otro extremo del tubo pusimos el algodón NH3. 3 goteros. el de menor peso molecular recorrerá más distancia donde comprobamos la ley de Graham. más cerca al algodón de ácido clorhídrico que al de amoníaco.9 cm ubicado en el lado derecho del tubo de vidrio Es decir: la velocidad de difusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su peso molecular Imagen #2. Experiencia En esta experiencia utilizamos los siguientes materiales: Beakers. Para espera que se forma el anillo de clorito de amonio de color blanco el cual duro un tiempo de 12:20´:14” el anillo se inclinó. Tubo de vidrio 3. La reacción que ocurre es: 2da. más cerca al algodón con ácido clorhídrico). quedando: El HCl recorrió 68. cronometro. El de menor peso molecular es el amoníaco. entonces por eso la reacción se hará más lejos del algodón con amoníaco (y. *¿Cual de los dos gases se desplaza más rápido y porque? Calculo la velocidad de difusión del HCl Como los reactivos son gases. Se obtiene: Si se comprueba la Ley de Graham. que relaciona las velocidades de difusión y las masas moleculares delos gases.UNIVERSIDAD DE LA COSTA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS ÁREA DE LABORATORIO DE FÍSICA FACULTAD DE INGENIERÍA NH3(g) + HCl(g) ---> NH4Cl(s) * ¿Concuerdan los resultados con lo establecido por la ley de Graham? Realizar cálculos Reemplazamos los valores Hallamos a V1 Es la velocidad de difusión del NH3 Teniendo y . Remplazamos los valores en la ecuación No 1. Es el tiempo trascurrido hasta la formación del anillo. El de menor peso molecular es el amoníaco. Es la longitud desde la mota de algodón empapada de NH3 hasta la formación del anillo. * ¿Porque al agregar 5 gotas de azul de metileno se pierde el color lentamente? Es la velocidad de difusión del NH3 Debido que azul de metileno es de mayor densidad. por ende. utilizamos la Ecuación No 1. peso molecular que el H2O y de esta manera se cumple el principio de la difusión de la ley de Graham. Para calcular la velocidad de difusión del HCl. Ley de Graham para comprobar la teoría. Es la velocidad de difusión del HCl Es la masa molecular del NH3 *Investigar la estructura y nombre de azul de metileno La formula de azul de metileno es C16H18N3ClS Es la masa molecular del HCl 4 . Ley de Graham. más cerca al algodón con ácido clorhídrico). el de menor peso molecular recorrerá más distancia donde comprobamos la ley de Graham. decimos que es el proceso por el cual una substancia se distribuye uniformemente en el espacio que la encierra o en el medio en que se encuentra. con algunos de compuesto de una manera inconsciente por parte del ser humano. 1° edición. Editorial América. Frank Albert. Luís. Y la efusión es En una técnica el gas se deja pasar por orificios pequeños a un espacio totalmente vacío. 1996 5 . Limusa. CARRASCO. Ed. Bibliografía COTTON. Ahora que pudimos Identificar la difusión.UNIVERSIDAD DE LA COSTA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS ÁREA DE LABORATORIO DE FÍSICA FACULTAD DE INGENIERÍA 6. Química Experimental Lima-Perú. Conclusiones En esta experiencia podemos concluir que en cada una de nuestra naturaleza se aplica de ley de Graham. 6. Química Inorgánica Básica.