Teorema. Desplazamiento de agua por recolección de un gas

 

Factor de conversión

Teorema

Demostración

 https://cienciasdejoseleg.blogspot.com/2025/12/demostracion-deplazamiento.agua.coleccion.gas.html

Parámetros

\(\nu_{gas|i}\) Ratio estequiométrico de gas sobre sólido; o \(\nu_{i|gas}\) Ratio estequiométrico de sólido sobre gas. Adimensionales.

\(m_i\) masa del sólido (g);  \(M\) masa molar (g/mol)

\(T\) temperatura absoluta (K); \(P_{atm}\) Presión atmosférica en atmósferas (atm)

\(V_{bub}\) volumen de la burbuja (L) ; \(P_{vap}\) Presión de vapor de agua (atm)

\(R\) Constante del gas ideal (atm L / mol K)

Nota 1. El \(P_{vap}\) se obtiene en la [Tabla de presiones de vapor para el agua]

Nota 2. El \(P_{atm}\) se obtiene a partir de los servicios meteorológicos de la ciudad el día específico del experimento, asumiendo que el punto de medición se encuentra a una altura similar a la del laboratorio [Como en este enlace], para usarla ten en cuenta que 10 kPa = 1 hPa. y que 101.325 kPa = 1 atm; o directamente que 1 atm = 10.1325 hPa.

Descripción

El Teorema de Desplazamiento de Agua por recolección de un Gas establece una relación directa entre el volumen experimental del gas recolectado y la masa del reactivo sólido que lo genera, en experimentos donde un gas se recoge por desplazamiento de agua. Conceptualmente, el teorema no introduce nuevos principios físicos, sino que formaliza, en una expresión compacta, la aplicación conjunta de la estequiometría, la ley de los gases ideales y la ley de Dalton. El volumen medido no corresponde a un gas químicamente puro, ya que el sistema contiene también vapor de agua; por ello, la presión efectiva del gas debe corregirse restando la presión de vapor a la presión atmosférica. Esta corrección es esencial para que el volumen experimental pueda relacionarse de manera rigurosa con la cantidad real de sustancia producida.

Desde el punto de vista operativo, el modelo puede expresarse mediante un factor de conversión paso a paso o como una ecuación de algebra de Viete, ambas matemáticamente equivalentes. El primer enfoque enfatiza el procedimiento numérico y resulta útil en contextos didácticos iniciales; el segundo resalta la estructura teórica del modelo y facilita el análisis algebraico. Aunque ambos lenguajes conducen al mismo resultado, es poco aconsejable combinarlos dentro de un mismo desarrollo, ya que responden a marcos conceptuales distintos pero complementarios, y su mezcla suele generar confusión más que claridad.