Demostración. Desplazamiento de agua por recolección de gases

  Determine un teorema que relacione el volumen real de una burbuja de gas con la masa pura del reactivo limitante en un experimento de desplazamiento de gases.

En lecciones anteriores vimos el [Teorema de la estequiometría gas vs masa]

En este caso, aunque se conozca el volumen medido, la presión del gas puro en dicho volumen es necesariamente menor, ya que una fracción de la presión total corresponde al vapor de agua que también ocupa el sistema.

Es importante notar que, aunque pueda pensarse que el volumen real de la burbuja se reparte entre el gas producido y el vapor de agua, en la práctica el volumen del sistema es el mismo para todos los gases presentes. Es decir, el volumen de la burbuja actúa como una constante independiente de la identidad de la sustancia.

Por lo tanto, el procedimiento correcto consiste en determinar qué fracción de la presión total corresponde al gas verdadero, utilizando la forma [1] de la [Ley de Dalton para presión o volumen o cantidad]. En este caso, la presión total es igual en magnitud a la presión atmosférica. Aunque ambas presiones actúan en sentidos opuestos, su direccionalidad resulta irrelevante para el análisis, ya que solo se consideran sus magnitudes. En condiciones de equilibrio, estas magnitudes iguales y de sentido contrario se compensan, lo que explica la estabilidad de la columna de agua en el manómetro.

Combinamos los teoremas [1], [2] y [4], con lo que obtenemos el modelo del experimento de desplazamiento de agua para calcular la masa con un volumen conocido.

Y su forma alternativa, para calcular el volumen de la burbuja experimental como función de la masa medida.

[Teorema de desplazamiento de agua por recolección de un gas]