GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

DETERMINACIÓN DE LA MASA MOLAR DEL OXÍGENO

Mediante experimentación  en la que se obtiene oxígeno  por calentamiento del permanganato de potasio determinar de forma aproximada la masa molar del oxígeno

MATERIAL

Cristalizador-Probeta de 500 mL.Tubo de ensayo de boca ancha .Goma- Balanza. Base y pinza de bureta. Base , aro y nuez para  sostener el tubo. Tapón con un agujero- Tubo acodado de vidrio.Termómetro - Acceso a un barómetro.Regla graduada en milímetros. Mechero de alcohol

PRODUCTOS QUÍMICOS

Permanganato de potasio. Lana de vidrio

FOTO DEL MONTAJE Y REALIZACIÓN

La probeta , con el aro puesto, se llena completamente de agua . Es necesario que no queden burbujas de aire en la probeta.Para ello suele llenarse la probeta hasta rebosar, taparla con cuidado con un poco de papel de filtro. Invertirla rápidamente sobre el cristalizador con agua hasta la mitad (deberá tener aproximadamente doble capacidad que la probeta). Una vez invertido en el cristalizador y fijado el aro al soporte, se extrae el papel de filtro y se introduce la goma dentro de la probeta.

 PROCEDIMIENTO

1) Añada sobre el fondo del tubo de ensayo el permanganato. Luego coloque la lana de vidrio y el tapón con el codo de vidrio. Pese todo el conjunto y anote el resultado M₁=

2) Haga el montaje de la figura y caliente suavemente el permanganato. No caliente sobre el mismo lugar del tubo de ensayo. Hágalo por todo el fondo y paredes cercanas al permanganato. Llegará un momento en que cesa el desprendimiento gaseoso. Retire la llama y sin esperar más retire la conexión con la probeta. De no hacerlo así puede ocurrir un retroceso del agua del cristalizador hacia el tubo de ensayo. Espere a que el tubo adquiera la temperatura ambiente y luego pese lo mismo que pesó antes, esto es, tubo, producto, lana de vidrio y tapón con tubo de vidrio. Anote este resultado. M₂.  Calcule la masa de oxígeno

3) Se mide el volumen de gas recogido. Se mide la temperatura del agua. Se mide la altura de agua que queda en la probeta respecto del agua del cristalizador. Se mide la presión atmosférica en el barómetro.

4) Se realizan los siguientes cálculos:

 presión del oxígeno = Presión atmosférica – Presión de vapor del agua a la temperatura que indica el termómetro – presión de la columna de agua

OBSERVACIONES

1) Este experimento debe hacerse siempre con gafas de seguridad

2) Debe calentarse el permanganato con suavidad y de forma constante, de manera que el desprendimiento gaseoso también sea constante. Hay veces que sin saber por qué la reacción se detiene. De nada sirve calentar con más intensidad se necesita empezar de nuevo el experimento

3) La descomposición del permanganato por la acción del calor es un proceso complejo aun cuando algunos autores escriban la reacción siguiente:

Lo que si es cierto que en la descomposición aparece manganato de potasio, lo cual se comprueba tomando un poco del producto que queda en el tubo después de la reacción y añadiéndolo en agua se verá una disolución de color verde característico del manganato

4) Los alumnos pueden encontrar errores en la medida superiores al 5%, pero si han operado correctamente  no deben superar el 8%

En caso de que el alumno no realice el experimento puede realizar los cálculos para ello le suministramos los siguientes datos reales de un experimento

M₁ = 41,315 g     M₂=40,980 g   temperatura del agua 15ºC, Presión de vapor del Agua a 15ºC = 12,7 mm de mercurio Presión atmosférica 706 mm de mercurio

Altura del agua en la probeta 3 cm .  Volumen de oxígeno  0,262 L

Resultado experimental con los datos anteriores

Masa de oxígeno   41,315-40,980 = 0,335 g

Presión del oxigeno = 706-12,7-(30/13,6)= 691 mm de mercurio =0,909 atm

                    error relativo en la medida =