PRÁCTICA Nº 01 DE –QU-244

FISICOQUÍMICA I – QU- 244

DENSIDAD Y HUMEDAD DEL AIRE ATMOSFÉRICO.

(Método de Regnault y Método Psicrométrico)

PROFESOR : Lic. QUISPE MISAICO, Hernán.

ALUMNOS : BONZANO HUAMANI, Ronald Yamil. CARRASCO SÁNCHEZ, Justiniano.FERNANDEZ QUIJHUA, Janny Jyssel.

CURSO : FISICOQUÍMICA I

SIGLA : QU – 244

SEMESTRE ACADÉMICO : 2008-II

FECHA DE ENTREGA : 08/05/09 jueves de 2:00 – 5:00pm

FECHA DE EJECUCIÓN : 24/04/09 jueves de 2:00 – 5:00pm

AYACUCHO – PERÚ2009

PRACTICA Nº 1

DENSIDAD Y HUMEDAD DEL AIRE ATMOSFÉRICO

(Método de Regnault y Método de Psicrométrico)

I. OBJETIVOS:

Determinar la densidad, la humedad, la composición y la masa molecular del aire atmosférico por el método de Regnault.Determinar el porcentaje de humedad relativa, la humedad, la composición, la masa molecular y la densidad del aire atmosférico por el Método Psicrométrico.

II. FUNDAMENTO TEORICO:

1. Generalidades.

El aire de un ambiente puro es una mezcla de aire seco y vapor de agua en diferentes proporciones de: nitrógeno, oxígeno, argón, anhídrido carbónico; y pequeñas cantidades e otros como hidrógeno, ozono, y óxidos de nitrógeno.

Pero su pureza es relativa, incluso con anhídrido carbónico por encima de 0,5% y otros contaminantes (1%). La humedad varía según zonas, siendo superior al 4% de su volumen.

La densidad del aire varía de unos días a otros dependiendo de la cantidad de vapor de agua existente en la atmósfera. Además, esta densidad se ve afectada por los cambios tanto de la presión como de la temperatura atmosférica.

En esta práctica, se medirá la densidad del aire y la humedad atmosférica utilizando los métodos de REGNAULT y el PSICROMÉTRICO luego se hará una comparación de los resultados obtenidos.

La importancia de la determinación de la densidad del aire radica en que permite comparar densidades en condiciones de presión, temperatura y humedad muy diferentes.

La densidad del aire seco a condiciones normales (101325 Pa y 273.15 K) es 1.293g/L.

La masa molecular del vapor de agua es 18.015 g/mol.La masa molecular del aire atmosférico, por ser una mezcla de aire

seco y de vapor de agua, asumiendo que el vapor de agua se comporta como un gas ideal, debe estar comprendido entre 28.97 y 18.015 y en la medida en que el contenido de humedad sea menor la masa molecular del aire atmosférico aumentará hasta valores cercanos a la masa molecular del aire seco.

Considerando una mezcla ideal al aire atmosférico, a partir de su masa molecular (Maa), podemos determinar su contenido de aire seco (Yas) y de vapor de agua (Yw), utilizando:

Figura 01: Termómetro análogo de columna de alcohol.

Maa = Mas Yas + Mw Yw

(1)

1 = Yas + Yw

(2)

La masa molecular del aire atmosférico (Maa), considerada como una mezcla gaseosa que se comporta idealmente se determina a la temperatura absoluta P, mediante:

La densidad del aire atmosférico (aa) puede determinarse por el método de Regnault, que requiere conocer la masa de un determinado volumen de aire atmosférico a una determinada temperatura T y presión P. Para ello, se pesa un balón en el que se ha hecho vacío previamente, luego se llena con el gas cuya masa molecular se desea determinar y finalmente se determina el volumen del balón llenándolo con agua destilada o con mercurio par luego pesarlo. Se requiere seguir la siguiente secuencia de cálculo:

Determinar el volumen del balón, que es igual al volumen de agua (Vw) e igual al volumen del aire atmosférico (Vaa), utilizando:

Donde: m3 = masa del balón con agua destilada, en g.m1 = masa del balón limpio, seco y vacío, en g.w = densidad del agua destilada a su temperatura tw, g/mL.

Determinar la densidad del aire atmosférico (aa) utilizando:

Donde: aa = densidad del aire atmosférico expresado en g/Mlm2 = masa del balón con aire atmosférico, en g.m1 = masa del balón limpio, seco y vacío, en g.Vaa = volumen de aire atmosférico (o del balón), expresado

en L.

Determinar la masa molecular del aire atmosférico (Maa) utilizando:

Donde: Maa = masa molecular del aire atmosférico, g/mol. aa = densidad del aire atmosférico, g/LR = constante universal de los gases ideales (R=0.082

atm.L/mol K)T = temperatura absoluta del aire atmosférico, en K.P = presión barométrica del laboratorio en atm. Si no se

dispone de un barómetro o de un altímetro poli funcional, se sugiere utilizar 548 mmHg ó 0.721 atm.

Maa = aa (RT/P)(3)

Maa = aa RT/P(6)

Vaa = (m3 – m1) / w

(4)

aa = (m2 – m1) / Vaa

(5)

Conociendo la masa molecular del aire atmosférico y aplicando simultáneamente las ecuaciones 1 y 2 se determina la fracción molar del vapor de agua y del aire seco y a partir de ellas la humedad.

2. HUMEDAD DEL AIRE

El aire atmosférico contiene cierta humedad dependiendo del tipo de clima existente en una determinada localidad, a la estación del año, de la temperatura y presión, de esto dependerá la cantidad de humedad retenida en el aire. La aspiración de aire caliente y húmedo conduce a una mayor producción de condensación después de la comprensión del aire (hecha por el compresor). Esta condensación se llevará a cabo en las tuberías y depósitos al irse enfriando el aire, por radiación o convección, hasta llegar finalmente a los lugares de utilización. 

2.1. Humedad absoluta

Es la cantidad de vapor de agua real contenido en cierta cantidad de aire seco. Se puede decir que es la densidad del vapor. 

             

  El valor de la humedad absoluta resulta ser fundamental para evaluar la calidad del aire que circula por la red de aire comprimido. 

2.2. Humedad relativa   

  Es una relación entre la humedad absoluta existente (hab), y el máximo valor de la humedad que el aire puede contener a la misma temperatura, cuando dicho aire esta saturado. 

Matemáticamente,                                        

  Una humedad relativa del 100 % significa que el ambiente esta saturado, o sea, hab = hs (dicho aire no admite más humedad en forma de vapor de agua). 

  Una humedad relativa de 0 % indica un ambiente libre de humedad (aire seco) 

3. VACÍO

El vacío es una forma de presión. Se dice que un gas está en condiciones de vacío, cuando su presión es más baja que la atmosférica. Un vacío perfecto es la condición que debe darse en el interior de un espacio, para que esté totalmente excento de materia. 

4. TEMPERATURA

Hab = Kg. vapor de agua  

Kg. aire seco  

Hr =  Hab * 100 Hs

La temperatura de un gas es un concepto más difícil de definir que la presión, ya que ésta puede medirse directamente en unidades de fuerza por unidad de superficie. Sin embargo, la temperatura tiene que medirse indirectamente a través de sus efectos sobre las propiedades físicas del gas. 

  Físicamente, la temperatura es una indicación de la energía cinética de las moléculas, que se mueven mucho más deprisa a medida que aumenta dicha temperatura. 

  La temperatura se mide generalmente en grados Celsius (ºC). El cero en esta escala corresponde al punto de congelación del agua y el 100 a su punto de ebullición. 

  La temperatura a la cual todas las moléculas llegan a detenerse se le llama cero absoluto, y éste es el punto de arranque de la escala de temperatura termodinámica. A la unidad se le llama grado Kelvin o Kelvin simplemente. Una unidad Kelvin (K) es idéntica a una unidad de la escala Celsius. 

  El cero absoluto, o sea, 0 K, corresponde a -273,2 ºC. De aquí el que la temperatura absoluta (T) se obtenga añadiendo 273,2 a la temperatura Celsius.

 

Ejemplo: 

 t = 27 °C  T = 27 + 273,2 K (temperatura absoluta)T = 300,2 K 

Las fórmulas de conversión: 

Grados Celsius = c  Grados Fahrenheit = f Grados Kelvin = k  Tk = Tc + 273,2    Tk = (5/9)(Tf + 459,7) Tc = (5/9)(Tf - 32)  

5. VOLUMEN

El volumen de una sustancia es el espacio que ocupa. Un gas llena todo el espacio de que dispone. El volumen real de un gas o aire dentro de un recipiente de presión o contenedor de un gas, es siempre idéntico al volumen interno del recipiente o contenedor. Sin embargo, la cantidad de gas, en unidades de masa, varía con la presión y temperatura.

5.1. Volumen específico. Se acostumbra a designar por v. 

T = t °C + 273,2 (K)

v =1 / peso específico

Esto significa el volumen que ocupa 1 Kg de peso de la sustancia. 

6. DENSIDAD

  La densidad es la masa por unidad de volumen. Se acostumbra a designarla con la letra griega (ro). 

Densidad = Masa / Volumen 

  La densidad de los cuerpos cambia con la presión y la temperatura. Los gases son más sensibles a los cambios de densidad que los sólidos y líquidos.      Al no existir un cambio de masa y si lo puede hacer el volumen ocupado por dicha masa, acontecerá que al haber un aumento de volumen hay una disminución de la densidad, al haber una disminución del volumen existirá un aumento de la densidad. Este volumen puede cambiar con la presión y la temperatura. 

6.1. Densidad relativa.

  Es la relación entre el peso, o la masa, del cuerpo al peso o la masa de un mismo volumen de agua destilada a la temperatura de 4°C. Esta relación es igual a la de los pesos específicos o a la de las densidades del cuerpo y del agua. 

  La densidad relativa del mercurio es 13,6, esto significa que el mercurio es 13,6 veces más pesado que el agua (comparando su peso o masa con el peso o masa del agua). 

t °C Relativo

Agua dulce 4 1

Agua de mar

4 1,02-1,03

Gasolina 15 0,70-0,75

Mercurio 0 13,6

  La densidad de un líquido es posible medir en la práctica con el uso de un aparato llamado densímetro basándose en el principio de Arquímedes.  

7. MASA 

= m/V

MASA = VOLUMEN * DENSIDAD

  Se define como masa al producto del volumen por la densidad. No se debe confundir con peso. 

  El peso y la masa de un objeto tienen exactamente el mismo valor numérico. 10 kilos de papas tendrán un peso de 10 kilos y una masa de 10 kilos. Como los valores son los mismos, se tiene la falsa impresión de que las palabras son sinónimas. 

  La medida del peso es la fuerza con que el cuerpo es atraído por la fuerza de gravedad de la tierra. Sabemos que la fuerza de gravedad varía de acuerdo a la altura por lo que un objeto medido a nivel del mar no pesará lo mismo a 4000 metros de altura (el empuje hacia abajo de las papas depende de dos factores la cantidad de sustancia o materia contenida en las papas y de la atracción de la gravedad de la tierra). 

  La medida de la masa no depende del lugar donde se encuentre ésta, la cantidad de materia que las componen será siempre la misma. 

  En una balanza podemos calcular la masa de un objeto. En un platillo se pone el objeto a medir y en el otro las pesas metálicas o mejor dicho masas metálicas hasta lograr el equilibrio. Una variación de la fuerza de gravedad afectará a ambos de igual forma con lo que el valor de la masa no se verá alterado. 

8. EL PSICRÓMETRO:

El Psicrómetro está formado por dos termómetros; determina la humedad relativa midiendo la temperatura ambiente y la temperatura de una fuente de agua en evaporación. El bulbo de uno de ellos está envuelto en un tejido que se mantiene siempre humedecido.

8.1. Principio de funcionamiento

La evaporación desde la superficie del bulbo húmedo dentro de la corriente de aire enfría el bulbo húmedo hasta una temperatura estacionaria tal que haya un equilibrio entre el calor perdido por la evaporación y el ganado por la convicción y radiación. Esta temperatura depende de la presión, temperatura y humedad de la atmósfera. Así pues cuando se dispone de un valor aproximado de presión, la humedad puede obtenerse a partir de las temperaturas observadas de los bulbos húmedo y seco.

Existen dos tipos de psicrómetros: Ventilación natural y ventilación forzada.

Ventilación Natural

Los psicrómetros de ventilación natural están formados por dos termómetros, normalmente por RTD.s o termómetros de mercurio. Los elementos no están sujetos al movimiento de aire forzado, son menos exactos, sin embargo se utilizan en algunas aplicaciones (figura 1). El

termómetro de bulbo seco se usa para medir la temperatura ambiente y el termómetro de bulbo húmedo (cubierto por una mecha de algodón que esta en contacto con un depósito de agua) se utiliza para medir la diferencia de temperatura debido a la evaporación de agua alrededor del bulbo húmedo. La evaporación enfría el bulbo del termómetro de bulbo frío. Conociendo las

Temperaturas de ambos termómetros, la humedad relativa puede

fácilmente determinarse mediante cartas psicrométricas.

Ventilación Forzada

En un psicrómetro con ventilación forzada los dos censores de temperatura se exponen a una corriente de aire. Estos son usualmente termistores, RTD.s, termopares o termómetros de mercurio.

8.2. Psicrómetro de giro

Al hacer girar el psicrómetro, el aire fluye sobre los bulbos húmedo y seco. Este tipo de psicrómetros no es tan exacto como uno ventilado por otros métodos, porque la temperatura del elemento húmedo comienza a elevarse tan pronto como el movimiento cesa para leer los termómetros (figura 2).

8.3. Psicrómetro de aspiración (tipo Assman)

Es el más utilizado, un ventilador pequeño accionado por un motor eléctrico o con mecanismo de relojería lleva el aire axialmente sobre los termómetros de mercurio. El agua debe ser agregada manualmente al elemento húmedo entre cinco a quince minutos antes de la medición bajo condiciones ambientales normales (figura 3).

Con el término de inhalantes, inhalables o solventes, se denomina a una amplia gama de sustancias químicas caracterizadas por ser gases o líquidos volátiles, de alta liposolubilidad, por lo que se disuelven muy bien en la grasa, de tal forma que se absorben rápidamente a través de los pulmones llegando al Sistema Nervioso Central y ocasionando llamativos efectos psicoactivos.

La inhalación de estas sustancias con fines placenteros es conocida desde tiempos antiguos, pero es a partir del siglo XIX cuando se tienen referencias concretas del uso de estos gases y sus vapores. En el siglo XIX comenzó a inhalarse oxido nitroso y poco después algunos intelectuales

utilizaron el éter sulfúrico con estos fines. Sin embargo es a partir de los años 50 cuando la aspiración de sustancias volátiles comienza a popularizarse dentro de un determinado grupo de población. Estas sustancias se encuentran en la composición de productos comerciales, muchos de ellos de uso muy común, de bajo coste y por lo tanto fácilmente adquiribles por sectores de la población con pocos recursos económicos, como son los niños y los adolescentes.

El hecho de que su uso se concentre en poblaciones de niños y adolescentes en busca de sus efectos placenteros o embriagadores, así como sus consecuencias toxicas y sociales, justifica la preocupación social y sanitaria que existe en relación a estas sustancias.

En nuestro país, el consumo de inhalables por la población, según datos de la Encuesta Domiciliaria sobre Consumo de Drogas 1997, de la Delegación del Gobierno para el Plan Nacional sobre Drogas, es del 0.06% en el último mes, siendo cinco veces más frecuente en el grupo de edad de 15 a 18 años. Su uso es más habitual en algunas regiones del sur y zonas concretas, como la de Elche por su industria zapatera y el uso de pegamentos y colas. A principios de los años 80 salió a la luz, el uso por parte de los niños de Elche de cola de zapatero que ellos llamaban 'droga cola'. Según los datos de la Encuesta sobre Drogas a la Población Escolar 1998 (Delegación del Gobierno para el Plan Nacional sobre Drogas) el 4.1% de los escolares ha experimentado en alguna ocasión con sustancias volátiles.

8.4. Clasificación química y formas de consumo

Los inhalantes se encuentran en múltiples productos comerciales, siendo la composición de estos productos muy variada y a veces desconocida. Entre los productos que más se usan se encuentran:

Colas.Disolventes

Pinturas

Barnices

Lacas

Quitamanchas

Quitaesmaltes

Gasolina

Anestésicos

Disolvente de uñas

Disolvente de pinturas

Desodorantes

Aerosoles

Detergentes

Productos de limpieza

en

Seco.

Pintura para zapato

Vasodilatadores

La técnica utilizada generalmente es la inhalación del producto introducido en una bolsa de plástico, ajustándola a la boca y la nariz e inhalando así los vapores desprendidos. La inhalación suele realizarse en grupos pequeños de jóvenes y adolescentes.

8.5. Clasificación de inhalables

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Productos Químicos. Diclorofluorometano Triclorofluorometano

Solventes Hidrocarburos

aromáticos- Benzol - Tolueno - Xileno - Ciclohexano Hidrocarburos

halogenados- Tetracloruro de

carbono- Tricloroetileno - Cloroformo - Tricloroetano Cetonas- Acetona Esteres- Acetato de metilo y

butilo

Alcoholes- Metílico - Etílico - Isopropílico Otros- Nafta - Sulfuro de carbono- N-Hexano - Butano- Queroxeno

Fármacos: Anestésicos

generalesLíquidos volátiles- Éter - Cloroformo - Cloruro de etiloGases- Oxido nitroso

Vasodilatadores

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III. MATERIALES: Materiales:

1 Balanza analítica.1 Balón de vidrio de fondo plano de diseño experimental con llave alto vacío de 100-120 mL.1 estufa eléctrica o una compresora.1 termómetro.1 psicrómetro.1 piseta con agua destilada.Bomba mecánica para alto vacío.Vaselina para alto vacío.10 mL de acetona para secar.1 L de agua destilada.Un cuaderno.Una jeringa.

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IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

Determinación de la densidad del aire atmosférico por el método de Regnault.

Mediante el empleo del tornillo micrométrico, tomamos 10 medidas del diámetro de un cabello (Tabla NO 01).Pesar en una balanza analítica el balón de vidrio de fondo plano de diseño especial provisto de llave para alto vacío de 100 a 120 mL completamente limpio y seco, y en el cual se ha efectuado vacío durante 3 a 4 minutos: m1 Abrir la llave del balón lentamente y volverla a cerrar, para llenar el matraz de aire atmosférico a la presión barométrica y temperatura de laboratorio: m2. Anotar la Presión y la Temperatura en la tabla de datos experimentales.Volver a efectuar los dos pasos anteriores para determinar m1 y m2

correspondiente a los ensayos 2 y 3.Llenar el balón con agua destilada y pesarlo. Para ello, previamente se efectúa vacío y se sumerge el extremo en un recipiente con agua destilada y se abre la llave para permitir el ingreso de agua, volver a efectuar el mismo procedimiento hasta llenar el balón completamente. Secar exteriormente y pesar: m3. Anotar la temperatura del agua destilada, tw. Estos valores son válidos para los ensayos 1, 2 y 3.Utilizar la tabla N5 en la determinación de la densidad (w) del agua destilada a la temperatura tw. Determinar el volumen del balón, que es igual al volumen del agua (Vw) e igual al volumen del aire atmosférico (V aa), utilizando la ecuación (4).Determinar la densidad del aire atmosférico (aa), utilizando la ecuación (5).Determinar la masa molecular del aire atmosférico (M aa) utilizando la ecuación (6).

Determinación de la humedad del aire atmosférico por psicrometría.

Utilizando el psicrómetro determinar la temperatura del bulbo seco (tbs) y la temperatura del bulbo húmedo (tbh) al inicio de la práctica (ensayo 1), en el intermedio (ensayo 2) y a la finalización (ensayo 3).Determinar el porcentaje de humedad relativa (%HR) utilizando las figuras 1.04 y 1.05.Determinar el contenido de humedad del aire atmosférico utilizando la figura 1.04. Conociendo el contenido de la humedad determinar la fracción molar del vapor de agua y del aire seco. Luego utilizando la ecuación (1) determinar la masa molecular del aire atmosférico. Conociendo la masa molecular, la temperatura y la presión del aire atmosférico, calcular su densidad a las condiciones experimentales, con la ecuación (6).

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Comparar los resultados conseguidos por el método de REGNAULT y por el método PSICROMÉTRICO.

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V. TOMA DE DATOS, CALCULOS Y RESULTADOS EXPERIMENTALES:

TABLA NO 01: Método de REGNAULT:

ENSAYO No 01:

Datos: Método de REGNAULT:m1 = 43.4776 g

m2 = 43.4976 gm3 = 74.5709 gmw = 31.0933 gmaa = 0.0200 gw = 0.9980210 T= 21C

Determinación del volumen del balón:

mw = m1 – m3 = 74.5709 g – 43.4776 g mw = 31.0933 g

Vw = = 31.1550 mL

Vw = 31.1550 mL Vw = 0.03115 L

Determinación de la densidad del aire atmosférico:

Vaa = Vbalón = Vw = 31.1550 mL = 0.031155 L

aa = = 0.641952 g/L

Formula:

Donde: CL = condiciones de laboratorio.

m1 m balón vacío Se realiza vacío por 5’m2 m balón + aire 3 veces (1,2,3)m3 m balón vacío + H2O m3 = m1 + H2Omaa maire atmosférico maa = m2 – m1

Vaa Vaire atmosférico Vaa= Vb = Vw

mw magua destilada mw= m3 – m1

w= mw/Vw Vw= mw/w m3 - m1/w w: En tablas Tw

w = densidad del agua destiladam = masaTbs = temperatura del bulbo secoTbh = temperatura del bulbo húmedo

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CN = condiciones de normales.

Determinación de la masa molecular del aire atmosférico:

21.4890 g/mol (Práctica)

18.015 g/mol

28.975 g/mol (Teoría)

Cálculo de la fracción molar del agua y aire seco:

………..()

Donde: Yas = contenido de aire seco.YW = contenido de vapor de agua.

Remplazando en ():

Determinación del número de moles del aire atmosférico:

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Determinación del número de moles del aire seco:

Determinación del número de moles del vapor de agua:

Determinación de la humedad en el aire atmosférico (Haa):

ENSAYO No 02:

Datos: Método de REGNAULT:m1 = 43.4773 g

m2 = 43.4970 gm3 = 74.5700 gmw = 31.0933 gmaa = 0.0197 gTbs = 23C = 296.15 K Tbh = 18C = 291.15 Kw = 0.9980210 T= 21C

Determinación del volumen del balón:

mw = m3 – m1 = 74.5700 g – 43.4773 g mw = 31.0927 g

Vw = = 31.1544 mL

Vw = 31.1544 mL

18

Vw = 0.0311544 L

Determinación de la densidad del aire atmosférico:

Vaa = Vbalón = Vw = 31.1544 mL = 0.031154 L

aa = = 0.6323 g/L

Formula:

Donde: CL = condiciones de laboratorio.CN = condiciones de normales.

Determinación de la masa molecular del aire atmosférico:

21.1928 g/mol (Práctica)

18.015 g/mol

28.975 g/mol (Teoría)

Cálculo de la fracción molar del agua y aire seco:

………..()

Donde: Yas = contenido de aire seco.YW = contenido de vapor de agua.

19

Remplazando en ():

Determinación del número de moles del aire atmosférico:

Determinación del número de moles del aire seco:

Determinación del número de moles del vapor de agua:

Determinación de la humedad en el aire atmosférico (Haa):

ENSAYO No 03:

Datos: Método de REGNAULT:m1 = 43.4770 g

m2 = 43.4978 gm3 = 74.5712 gmw = 31.0942 gmaa = 0.0208 gTbs = 23C = 296.15 K

20

Tbh = 18C = 291.15 Kw = 0.9980210 T= 21C

Determinación del volumen del balón:

mw = m3 – m1 = 74.5712 g – 43.4770 g mw = 31.0942 g

Vw = = 31.1559 mL

Vw = 31.1559 mL Vw = 0.03116 L

Determinación de la densidad del aire atmosférico:

Vaa = Vbalón = Vw = 31.1559 mL = 0.13116 L

aa = = 0.6675225 g/L

Formula:

Donde: CL = condiciones de laboratorio.CN = condiciones de normales.

Determinación de la masa molecular del aire atmosférico:

22.3721 g/mol (Práctica)

18.015 g/mol

28.975 g/mol (Teoría)

21

Cálculo de la fracción molar del agua y aire seco:

………..()

Donde: Yas = contenido de aire seco.YW = contenido de vapor de agua.

Remplazando en ():

Determinación del número de moles del aire atmosférico:

Determinación del número de moles del aire seco:

Determinación del número de moles del vapor de agua:

Determinación de la humedad en el aire atmosférico (Haa):

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Datos: Método PSICROMÉTRICO.

Temperatura del bulbo seco (Tbs) Temperatura del bulbo húmedo (Tbh)Tbs = 23C = 296.15 K Tbh = 18C = 291.15 K

Hallando el porcentaje de humedad relativa (%HR):

%HR = 65

Hallando el contenido de humedad:

mw = 0.0135 Kg = 13.5 gmas = 1 Kg = 1000 g

Determinación del número de moles de vapor de agua y el número de moles de aire seco contenidos en 1 Kg de aire seco:

nw = = 0.75 mol

nas = = 34.51 mol

nt = nw + nas = 0.75 + 34.52 = 35.26 mol

Determinación de la fracción molar de vapor de agua y la fracción molar del aire seco:

Yw = = 0.02

Yw = 0.02

Yas = = 0.98

Yas = = 0.98

Determinación de la masa molecular del aire atmosférico:

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= Yas* + Yw * = 0.98*28.97 g/mol + 0.02*18.015 g/mol = 28.75 g/mol

Determinación de la densidad del aire atmosférico a condiciones experimentales:

=

= 0.8578 g/L

TABLA NO 02: Determinación de la precisión de la humedad del aire atmosférico:

DETERMINACION DE LA PRECISION

n 3n-1 2

1.2567

Dato s

1 1.3194

2 1.5200

3 0.9306

Varianza 0.0898

S (desv. Standard) 0.2997

S relativa 0.2385

CV 23.846

Precisión 76.2%

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VI. CONCLUCIONES:

En las mediciones de masa de aire seco se observó que mientras mas tiempo se sometía, a bomba de succión al balón (de fondo plano con llave para alto vacío), la masa de aire seco aumentaba ligeramente.Entre las densidades del aire atmosférico obtenidas por el método de REGNAULT y por el método PSICROMÉTRICO hay una pequeña diferencia en el resultado (sólo en decimales).Los valores obtenidos para la humedad del aire atmosférico empleando ambos métodos, igualmente difieren en los decimales (por el método de REGNAULT se obtiene un valor ligeramente mayor).Se pudo determinar la humedad, la densidad, la composición y la masa molecular del aire atmosférico, por el método de REGNAULT.Se determino la humedad relativa, humedad la composición y la densidad del aire atmosférico por el método PSICROMETRICO.

VII. RECOMENDACIONES:

Se realizar mediciones múltiples para mermar errores, así obtener medidas promedio. Es decir, aumentar el número de medición y tratar los resultados con herramientas estadísticas (promedio, desvío estándar...)Tener mucho cuidado y aseo con los materiales del laboratorio.Todo resultado experimental o medida hecha en el laboratorio debe de ir acompañada del valor estimado del error de la medida y a continuación, las unidades empleadas, obligatoriamente del Sistema Internacional de Unidades de medida (m, kg, cm, º C, etc.).Tener en cuenta que todas las medidas están afectadas en algún grado por un error experimental debido a las imperfecciones inevitables del instrumento de medida, o las limitaciones impuestas por nuestros sentidos que deben de registrar la información.Evitar abrir la llave del balón para alto vacío, luego de someter a succión hasta determinar la masa.Tener sumo cuidado en la medida de las masas requeridas. Para llenar de agua al balón para alto vacío se puede usar una jeringa.

VIII. BIBLIOGRAFIA:

http://www.quimica.urv.es/quimio/general/incert.pdf

FARRINTON DANIELS. “Fisicoquímica“. Primera edición en español. Edit. Continental. España. Pp.- 17-30.ATKINS, P.K. “Fisicoquímica”. Tercera edición. Edit. Addison – Wesley Iberoamericana. EE.UU.1991.pp.- 30-40.

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ANEXOS:

TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES, CÁLCULOS Y RESULTADOS:TABLA N 1 : Datos experimentales y cálculos de la densidad, humedad, composición y masa molecular del aire atmosférico por el método de REGNAULT.

DetalleSímbol

oUnidad

Ensayo N1

Ensayo N2

Ensayo N3

Masa del balón vacío m1 g 43.4776 43.4773 43.4770Masa del balón vacío más aire atmosférico

m2 g 43.4976 43.4970 43.4978

Masa del aire atmosférico

maa g 0.0200 0.0197 0.0208

Temperatura del aire atmosférico

T K 21 21 21

Presión del aire atmosférico

P atm 0.721 0.721 0.721

Masa del balón más agua destilada

m3 g 74.5709 74.5700 74.5712

Masa del agua destilada mw g 31.0933 31.0933 31.0942Temperatura del agua destilada

tw C 18 18 18

Densidad del agua destilada

w g/mL 0.9980210 0.9980210 0.9980210

Volumen del agua destilada

Vw L 0.031155 0.031154 0.03116

Volumen del aire atmosférico

Vaa L 0.031155 0.031154 0.03116

Densidad del aire atmosférico

aa g/L 0.64195 0.6323 0.6675

Masa molecular del aire atmosférico

Maa g/mol 21.4774 21.1928 22.3721

Masa molecular promedio del aire seco

Mas g/mol 28.975 28.975 28.975

Masa molecular del vapor de agua

Mw g/mol 18.015 18.015 18.015

Fracción molar del agua Yw --- 0.32 0.29 0.60Fracción molar del aire seco

Yas --- 0.68 0.71 0.40

Número de moles de vapor de agua

nw moles 9.31*10-4 6.60*10-5 5.58*10-4

Número de moles de aire seco

nas moles 6.33*10-4 2.70*10-4 3.72*10-3

Humedad del aire atmosférico

H en (*) 1.32 1.52 0.93

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(*)Se expresa en Kg de vapor de agua/Kg de aire seco.

TABLA N 2 : Datos experimentales y determinación del porcentaje de humedad relativa, humedad, composición, masa molecular y densidad del aire atmosférico por el método PSICROMÉTRICO.

Detalle Símbolo UnidadEnsayo

N1Ensayo

N2Ensayo

N3Temperatura de bulbo seco

tbs C 23 23 23

Temperatura de bulbo húmedo

tbh C 18 18 18

Porcentaje de humedad relativa

%HR % 65 65 65

Humedad del aire atmosférico

H en (*) 0.0135 0.0135 0.0135

Peso molecular del vapor de agua

Mw g/mol 18.015 18.015 18.015

Numero de moles del vapor de agua

nw moles 0.75 0.75 0.75

Masa molecular promedio del aire seco

Mas g/mol 28.975 28.975 28.975

Numero de moles en 1 Kg de aire seco

nas Moles 34.51 34.51 34.51

Fracción molar del vapor de agua

Yw --- 0.02 0.02 0.02

Fracción molar del aire seco

Yas --- 0.98 0.98 0.98

Masa molecular del aire atmosférico

Maa g/mol 28.75 28.75 28.75

Temperatura del aire atmosférico

T K 294.15 294.15 294.15

Presión del aire atmosférico

P atm 0.721 0.721 0.721

Densidad del aire atmosférico

aa g/L 0.8578 0.8578 0.8578

(*)Se expresa en Kg de vapor de agua/Kg de aire seco.

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