Ley de Avogadro- Experimento ¿Cuáles son las variables?
En la realización del experimento para demostrar la Ley de Avogadro, utilizaré una botella de plástico de 500ml y un globo con radio de 3,8cm (calculado el volumen del globo me da 60,46 cm3 o 60,46ml), además de vinagre y bicarbonato. La ley me dice que entre mayor volumen, mayor número de moles (V1/n1=V2/n2). Según yo V1 sería el volumen gas de la botella (500ml), V2 seria el volumen de la botella y el blogo inflado. Pero no.tengo idea cual seria n1 o n2 Me podrían ayudar ¿Cuál es el V1, n1, V2 y n2? Por favor. Debo explicar este experimento com cálculos.
1 Respuesta
Veamos, no describes el experimento, pero tengo entendido que se realiza de la siguiente forma:
Primero colocas una cantidad de vinagre en la botella de plástico y luego añades el bicarbonato dentro de la botella. Rápidamente colocas el globo en la boca de la botella y…. El globo se infla.
Tienes un sistema que está a la misma presión y a la misma temperatura, que son las condiciones ambientales, por ello es válida la ley de Avogadro.
Entonces, el globo se infla porque hay más de algo…. Un gas, el cual es producto de la reacción química:
$$\begin{align}&CH_3COOH + NaHCO_3 \longrightarrow NaCH_3COO + H_2O+CO_2\end{align}$$El Acetato de sodio que es una sal soluble y el agua quedan en la botella, en cambio el dióxido de carbono, que es un gas busca expandirse y aumenta el volumen del globo.
El volumen
En cuanto al volumen, V1 podríamos considerar que efectivamente es el volumen de la botella, y V2 el volumen de la botella más el volumen del globo inflado después de la reacción (Vr).
$$\begin{align}&V_2=V1+V_r\end{align}$$Los volúmenes pueden ser estimados fácilmente, de hecho ya lo hiciste, sin embargo ten en cuenta que el volumen del globo debes estimarlo cuando se infle en el experimento.
Los moles
Inicialmente en el sistema tenían una cantidad n1 de moles de CO2, que es la cantidad de CO2 que hay en el aire y luego aumentaste a n2 como producto de la reacción química.
N2 sería n1 más los moles generados en la reacción química, es decir:
$$\begin{align}&n_2=n_1+n_r\end{align}$$Para calcular nr debes conocer el volumen de vinagre y la concentración de ácido acético en el mismo (en general es entre 3% y 5%), además de la cantidad y pureza del bicarbonato (muy variable, desde 55% hasta 100%)
Considerando la ley de Avogadro:
$$\begin{align}&\frac{V_1}{V_2}=\frac{n_1}{n_2}\end{align}$$Rearreglando
$$\begin{align}&\frac{V_2}{V_1}=\frac{n_2}{n_1}\end{align}$$Entonces si el volumen aumentó, V2 es mayor, la única forma de lograr esto es que aumente la cantidad de gas (n2), puesto que n1 (moles de CO2 en el aire) y V1 (volumen de la botella) son constantes.
Finalmente si puedes determinar los volúmenes, puedes considerar que en el aire hay aproximadamente 0,04% de CO2, y estimar la relación n2/n1 y hacer un cálculo de nr, e incluso de la pureza del bicarbonato... lo cual te aseguro va más allá de las expectativas de este experimento….
Por favor, no te olvides comentarme después cómo te fue…
¡Gracias!
De verdad muchísimas gracias por tu ayuda, el experimento era para el siguiente día y vi tu respuesta después de hacerlo :( pero el profesor explicó todo lo que tu me supiste manifestar, gracias por compartir tus conocimientos :)
