Cuando hablamos de ácido clorhídrico, en realidad hablamos de una disolución. Una disolución de un gas en agua, concretamente de cloruro de hidrógeno en agua. Se trata de una disolución ácida puesto que el cloruro de hidrógeno en agua se comporta como un ácido fuerte. El amoniaco también es un gas, que se puede disolver en agua, y es también una base débil.Al acercar simplemente estas dos disoluciones podemos ver algo extraordinario. Si las concentraciones son elevadas (llegando a la saturación),el cloruro de hidrógeno gas se liberará de su disolvente, al igual que el amoniaco llegando éstos a coincidir. Se establecerá entonces una reacción ácido-base formándose cloruro de amonio sólido en el ambiente.
Un experimento realmente interesante que se puede realizar con ácido clorhídrico y amoniaco es el cálculo de la velocidad de difusión de un gas, y comprobar que efectivamente depende inversamente del cuadrado de su masa molar (ley de Graham).
Ecuación de la ley de Graham:
Para dos gases:
El Experimento
La idea es utilizar un tubo de plástico transparente (metacrilato) abierto por los dos lados, plastelina y dos palillos para los oídos. Doblamos por la mitad un palillo y se clava sobre un buen trozo redondo de plastelina. Hacemos lo mismo con el otro palillo y lo clavamos a otro buen trozo de plastelina. Mojamos uno de los palillos en ácido clorhídrico y el otro en amoniaco y los colocamos dentro del tubo con los palillos en el interior del tubo, tapando con cada una de las plastelinas las salidas del tubo.
Dejamos unos minutos y observaremos lo siguiente:
Efectivamente, el cloruro de hidrógeno es mucho mas grande. Su masa molar es de 36,5 g/mol, mientras que la del amoniaco es de 18 g/mol, mucho mas pequeña. Es por tanto razonable que su velocidad de difusión sea mas pequeña que la del amoniaco, formándose una estela de cloruro amónico más cerca del cloruro de hidrógeno que del amoniaco. Si se realizan los cálculos midiendo las distancias y contando que el tiempo utilizado para los dos gases es el mismo se puede llegar a demostrar la ley de Graham de la difusión de los gases.
Saludos
Sergio
PD: Dedicado a Diego Gil, profesor del Ins Montserrat de Barcelona.
4 comentarios:
Muy interesante y muy bien ilustrado
Saludos
¡¡Muchas gracias Javier!!
Lo cierto es que es una práctica interesante, pero muy larga.
Una opción que no he descrito es la posibilidad de introducir dentro del tubo una tira larga de papel indicador. La verdad es que queda muy bien observar el color rojo de la tira durante todo el trayecto del HCl y de color azul-verdoso todo el trayecto de NH3. Ademas puedes observar por donde va antes de coincidir.
¡¡Saludos!!
Sergio
Me parece una mejora estupenda lo del papel indicador. Porque además en el vídeo le echan mucho morro para tomar las medidas de la posición de la nube con precisión de milímetros, incluso se pueden hacer cálculos intermedios, se visualiza el proceso...
Me parece muy correcto todo lo que dices Javier. De todas formas no es de las prácticas mas espectaculares que hay, pero es muy didáctica.
Saludos
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