Práctica No 7 Volumen Molar de Gases

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Práctica No. 7: Volumen Molar de Gases 
El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en 
contra de los derechos de autor 
 
 
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Guías de Prácticas de 
Laboratorio 
Identificación: 
GL-AA-F-1 
Número de 
Páginas: 
14 
Revisión No.: 
3 
Fecha Emisión: 
2019/12/11 
Laboratorio de: 
Química (1135) para Ingeniería 
 
Titulo de la Práctica de Laboratorio: 
Práctica No. 7: Volumen Molar de Gases 
 
 
 
 
 
 
Elaborado por: 
 
 
 
Gema Acosta, M. Sc 
 
 
 
 
Revisado por: 
 
 
 
Inti Camilo Monge Romero 
M. Sc. 
Aprobado por: 
 
 
 
Comité Asesor 
Departamento de Química 
 
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contra de los derechos de autor 
 
 
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Control de Cambios 
 
 
Descripción del Cambio Justificación del Cambio 
Fecha de 
Elaboración / 
Actualización 
Se cambian los resultados 
esperados y los criterios de 
evaluación de la práctica. 
Correspondían a 
conceptos de disoluciones 
y unidades de 
concentración. 
08/07/2019 
 
Las moles de hidrógeno se 
calculan a partir de la masa de 
magnesio utilizado en la 
reacción química. 
Calcular el volumen molar 
de forma experimental 
08/07/2019 
 
Modificaciones al formato de 
entrega del Informe del 
Laboratorio 
Realizar un informe más 
técnico y orientado al 
desarrollo de los cálculos 
de forma mas individua y 
evitar posibles plagios a 
informes de semestres 
pasados. 
15/07/2021 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. FACULTAD O UNIDAD ACADÉMICA: Facultad de Ciencias Básicas y Aplicadas 
 
2. PROGRAMA: Ingeniería Civil, Ingeniería Mecatrónica, Ingeniería Industrial, 
Ingeniería de Multimedia e Ingeniería de Telecomunicaciones 
 
3. ASIGNATURA: Química 
 
4. SEMESTRE: II 
 
5. OBJETIVOS: 
 
5.1. OBJETIVO GENERAL 
 
Hallar el volumen Molar para un gas, producido y recogido sobre agua en las condiciones 
experimentales del laboratorio empleando las leyes de los gases ideales. 
 
 
5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 
• Producir compuestos gaseosos a partir de reacciones químicas sencillas. 
• Ejemplificar la principal forma de recolección y cuantificación de sistemas 
gaseosos sobre agua. 
• Determinar experimentalmente el volumen ocupado por una mol de hidrógeno 
en condiciones normales de laboratorio. 
• Describir y realizar un experimento sencillo para demostrar las leyes de los 
gases 
• Ejemplificar la Ley de Dalton. 
• Identificar y usar los implementos de seguridad en el laboratorio que permitan 
desarrollar la práctica de manera segura. 
 
6. COMPETENCIAS A DESARROLLAR: 
 
• El estudiante está en capacidad de realizar reacciones químicas sencillas en 
las cuales uno de sus productos es gaseoso. 
• El estudiante conoce el método de recolección de gases sobre agua y está 
preparado para hacer los cálculos correspondientes para dos gases diferentes. 
• El estudiante está capacitado para realizar un experimento sencillo, en donde 
se aplican diferentes leyes de los gases 
 
 
 
 
 
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7. MARCO TEÓRICO: 
 
Ley de la combinación de volúmenes: 
 
A una presión y temperatura dadas, los volúmenes de gases que reaccionan entre sí 
están en proporciones de números enteros pequeños. Por ejemplo, 
 
 
 
Dos volúmenes de hidrógeno gaseoso reaccionan con un volumen 
de oxígeno gaseoso para formar dos volúmenes de vapor de agua. 
Esta fue una observación realizada por Gay-Lussac, más tarde 
Avogadro interpretó esta observación proponiendo lo que ahora se 
conoce como hipótesis de Avogadro: Volúmenes iguales de gases a 
la misma temperatura y presión contienen números iguales de 
moléculas. 
De acuerdo con el principio de Avogadro, 1 mol de cualquier gas en 
condiciones normales de temperatura (273 K) y 1,0 atm de presión ocupa un volumen de 
22,4 L. Dicho volumen se denomina volumen molar de un gas. 
 
La Ley de Avogadro es una consecuencia de la hipótesis de Avogadro: El volumen de un 
gas mantenido a temperatura y presión constante es directamente proporcional al número 
de moles del gas. Es decir, 
 
 
 
Así, una duplicación del número de moles de gas hará que el volumen se duplique si T y 
P permanecen constantes. 
 
La ecuación del gas ideal 
 
De las tres leyes de los gases de mayor importancia, (Boyle, Charles y Gay-Lussac), de 
las cuales cada una de ellas se obtiene manteniendo constantes dos variables, para ver 
cómo se afectan las otras dos mutuamente. 
 
LEY DE BOYLE V α 1/P (η, T constantes) 
LEY DE CHARLES V α T (P, η constantes) 
LEY DE AVOGADRO V α η (P, T constantes) 
 
Se puede combinar estas relaciones para escribir una ley de los gases más general: 
 
 
 
R = Constante de proporcionalidad, o constante de los gases ideales, entonces: 
Fig. 1. Montaje 
para la obtención y 
recolección de 
gases. 
 
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 P.V = η.R.T 
 
(El valor y las unidades de R dependen de las unidades utilizadas de P, V, η y T) 
 
Esta ecuación se conoce como ecuación de los gases ideales o ecuación de estado. 
 
Ley de Dalton 
 
Cuando un gas se recoge sobre agua, dicho gas queda saturado con vapor de agua, de 
tal manera que se tiene no solo un gas sino una mezcla de gases; según la ley de 
Dalton, ejercen una presión total igual a la suma de las presiones parciales de los 
componentes. 
Ptotal = Pagua + Pgas 
 
La presión parcial del agua es igual a la presión de vapor del agua a la temperatura 
considerada. Por tanto, la presión parcial del gas seco será igual a la diferencia entre la 
presión total o atmosférica y la presión de vapor de agua. 
 
 
 
 
 
 
 
Se debe tener en cuenta que la presión del agua afecta la presión del hidrógeno, por 
tanto: 
 
 
 
 
 
 
1 mm c.d.a = 1 mm de 
columna de agua = 10 Pa 
1 Pa (N/m2) = un Pascal = 
0,987x10-5 atm = 0,007 torr 
1 torr = 1 mm de Hg 
Fig. 2. Forma correcta de colocar la 
probeta al tomar la lectura de la altura de 
la columna. 
Altura de la Columna 
de Agua 
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8. MATERIALES, REACTIVOS, INSTRUMENTOS, SOFTWARE, HARDWARE O 
EQUIPOS DEL LABORATORIO: 
 
DESCRIPCIÓN (Material, reactivo, 
instrumento, software, hardware, equipo) 
CANTIDAD 
UNIDAD DE 
MEDIDA 
Tubo de ensayo con desprendimiento lateral 1 
Tapón de caucho 1 
Cubeta plástica 1 
Manguera 1 
Pinza para tubo de ensayo 1 
Termómetro 1 
Cinta de Magnesio 1 
Ácido clorhídrico Concentrado 1 ml 
Bicarbonato de sodio 1 ml 
 
9. PRECAUCIONES CON LOS MATERIALES, REACTIVOS, INSTRUMENTOS Y 
EQUIPOS A UTILIZAR: 
 
9.1. Descripción y Precauciones con los reactivos por utilizar y/o primeros 
auxilios 
 
Antes de realizar la práctica consulte información solicitada acerca de los reactivos 
químicos con los que desarrollará la práctica: 
 
Nombre 
Formula y 
DescripciónPrecauciones 
(H) y (P) 
Primeros 
Auxilios 
Pictogramas 
 
 
Magnesio 
Cintas 
 
 
 
 
 
10. PROCEDIMIENTO, MÉTODO O ACTIVIDADES: 
 
10.1. Recolección de hidrógeno: Reacción de magnesio con ácido 
clorhídrico 
 
1. Tomar una cubeta de plástico y llenar a la mitad con agua potable. 
2. Llenar con agua potable hasta el borde, una probeta de 100 mL. 
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3. Tapar la probeta con la mano e introducirla boca abajo dentro del agua de la cubeta. 
4. Sin dejar escapar agua de la Probeta, ni permitir la entrada de burbujas; levantar la 
probeta dentro del agua. 
5. Sostener la probeta con la pinza para refrigerante, a un soporte universal. 
6. Introducir una manguera de teflón por un extremo en el desprendimiento lateral del 
tubo y el otro extremo introducirlo, hasta la mitad, en la probeta con agua (Ver fig. 1). 
7. En cabina de extracción, adicionar a un tubo de ensayo de desprendimiento lateral 
1,50 mL (Aproximadamente) de HCl concentrado. 
8. Ubicar tubo en pinza para tubo y soporte universal, verificar el cierre del tapón. Pesar 
alrededor de 0,030g de cinta de magnesio. 
9. Mostrar montaje al docente antes de realizar la reacción. 
10. Dejar caer la cinta de Mg en el tubo de ensayo y tapar inmediatamente con tapón de 
caucho. Observar y registrar. 
11. Hallar volumen de agua desalojada de la probeta, la altura de la columna de agua y la 
temperatura del sistema. El volumen medido corresponde al hidrógeno producido. 
 
10.2. Recolección de dióxido de carbono: Reacción de bicarbonato de sodio 
con ácido clorhídrico 
 
1. Tomar una cubeta de plástico y llenar a la mitad con agua potable. 
2. Llenar con agua potable hasta el borde, una probeta de 100 mL. 
3. Tapar la probeta con la mano e introducirla boca abajo dentro del agua de la cubeta. 
4. Sin dejar escapar agua de la Probeta, ni permitir la entrada de burbujas; levantar la 
probeta dentro del agua. (Ver fig. 1) 
5. Sostener la probeta con la pinza para refrigerante, a un soporte universal. 
6. Introducir una manguera de teflón por un extremo en el desprendimiento lateral del 
tubo y el otro extremo introducirlo, hasta la mitad, en la probeta con agua. 
7. En cabina de extracción, adicionar a un tubo de ensayo de desprendimiento lateral 
2,00 mL (aproximadamente) de HCl concentrado. 
8. Ubicar tubo en pinza para tubo y soporte universal, verificar el cierre del tapón. 
9. Medir 2,0 mL de solución de bicarbonato de sodio al 10% en una jeringa. 
10. Inyectar la solución de bicarbonato de sodio directamente al HCl concentrado. 
Observar y registrar. 
11. Hallar volumen de agua desalojada de la probeta, la altura de la columna de agua y la 
temperatura del sistema. 
 
11. RESULTADOS ESPERADOS: 
 
Al finalizar la práctica se espera que el estudiante: 
 
• Seleccione y manipule de forma correcta los implementos de laboratorio 
adecuados para la medir volúmenes de gases sobre agua 
• Evidencie la fuerza que ejercen los gases en la atmosfera y que se conoce como 
presión atmosférica. 
• Interprete la ecuación de gases ideales y encuentre la variable que necesite para 
determinar el volumen molar de un gas. 
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• Apropie los conceptos y los emplee de manera adecuada para pasar de 
condiciones ambiente en el cual se desarrolló la práctica de laboratorio y 
condiciones normales que son comparables en diferentes experiencias. 
 
12. CRITERIO DE EVALUACIÓN A LA PRESENTE PRÁCTICA: 
 
El laboratorio deberá ser evaluado de la siguiente manera: 
 
 
El estudiante deberá portar su material de laboratorio completo (bata, guantes, gafas de 
seguridad y respirador) y el cuaderno de laboratorio respectivo. La realización de la 
práctica está condicionada a la entrega al principio de la sesión del pre informe de 
laboratorio, el cual debe seguir los parámetros indicados por el docente de laboratorio. 
Además, el pre informe de laboratorio deberá incluir el cuestionario resuelto. El estudiante 
realiza el montaje para la recolección de gases sobre agua, efectúa las diferentes 
reacciones químicas que se proponen en las cuales uno de los productos es un 
compuesto en estado gaseoso, mide el volumen de gas obtenido recogido sobre agua. 
Establece la presión parcial que ejerce este gas en la mezcla de gases que ocupan ese 
volumen, empleando la ley de presiones parciales de Dalton. Ayudándose de la ecuación 
de los gases ideales calcula el número de moles de gas que se produce en la reacción 
química. Con el número de moles y el volumen de gas realiza el cálculo del volumen que 
ocupa una mol del gas a condiciones de laboratorio. Para que el volumen molar sea 
comparable el estudiante debe hacer la transformación a condiciones normales. 
 
13. BIBLIOGRAFIA: 
 
• Delgado Ortiz, S.E., Solís Trinta, L.N., Muñoz Solá, Y., 2012. Laboratorio de 
Química General, McGraw-Hill, México, 380 p. 
• Chang, R., Goldsby, K.A., 2013. Química, 11ª Edición. McGraw-Hill, México, 
1085 p. 
• Whitten, K.W., Davis,R.E., Peck, M.L., Stanley, G.G. 2011. Química, 8ª 
Edición, Cengage Learning, México, 1176 p 
• Brown, T.L., LeMay H.E., Bursten, B.E., Murphy C.J., Woodward P., 2009 
Química la Ciencia Central, 11ª Edición, Pearson Education, México, 1240 p 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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INFORME DE LABORATORIO