INFORME DE LEY DE GASES

Tacna – Perú

2016

2016

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA

DE SISTEMAS

INFORME Nº 003 y 004-2016

A : Ing. Pablo Aparicio Ayaarapa

Docente de curso: Química I

De : Jhon Peter Aguilar Atencio

Estudiante

ASUNTO : LEY DE GASES

TABLA DE CONTENIDO

OBJETIVO................................................................................................................................... 1

FUNDAMENTO TEÓRICO ....................................................................................................... 1

1. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL ............................................................................. 2

MATERIALES ..................................................................................................................... 2

2. PARTE EXPERIMENTAL ................................................................................................. 7

EXPERIMENTO NRO-1: ....................................................................................................... 7

HALLAR EL VOLUMEN ................................................................................................. 13

INVESTIGACIÓN ............................................................................................................. 14

RESUELVA LOS SIGUIENTES CÁLCULOS ............................................................. 16

EXPERIMENTO NRO-2: ..................................................................................................... 17

COMPROBACIÓN DE LA LEY DE CHARLES .......................................................... 17

TABULANDO LOS DATOS SACADOS DEL EXPERIMENTO: .............................. 21

TABULANDO LOS DATOS SACADOS DEL EXPERIMENTO DE 10℃ HASTA

ALCANZAR UNA TEMPERATURA DE UNOS 60℃. ................................................ 22

REPORTE DE LOS DATOS DEL EXPERIMENTO ................................................... 22

INVESTIGACION ................................................................................................................. 23

CONCLUSIONES: ................................................................................................................... 25

RECOMENDACIONES: .......................................................................................................... 25

BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................................ 25

QUIMICA GENERAL

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA 1

OBJETIVO

Visualizar y reconocer los materiales y equipos de laboratorio.

Conocer la dependencia que existe entre el volumen ocupado por una

masa gaseosa y su temperatura y también la dependencia que existe

entre el volumen y la presión a la cual se somete el gas.

FUNDAMENTO TEÓRICO

Para entender los diferentes estados en los que la materia existe, es necesario

entender algo llamado Teoría Molecular cinética de la Materia. La Teoría

Molecular cinética tiene muchas partes, pero aquí introduciremos sólo algunas.

Uno de los conceptos básicos de la teoría argumenta que los átomos y moléculas

poseen una energía de movimiento, que percibimos como temperatura. En otras

palabras, los átomos y moléculas están en movimiento constante y medimos la

energía de estos movimientos como la temperatura de una sustancia. Mientras

más energía hay en una sustancia, mayor movimiento molecular y mayor la

temperatura percibida. Los gases se forman cuando la energía de un sistema

excede todas las fuerzas de atracción entre moléculas. Así, las moléculas de gas

interactúan poco, ocasionalmente chocándose. En el estado gaseoso, las

moléculas se mueven rápidamente y son libres de circular en cualquier dirección,

extendiéndose en largas distancias. A medida que la temperatura aumenta, la

cantidad de movimiento de las moléculas individuales aumenta. Los gases se

expanden para llenar sus contenedores y tienen una densidad baja. Debido a

que las moléculas individuales están ampliamente separadas y pueden circular

libremente en el estado gaseoso, los gases pueden ser fácilmente comprimidos

y pueden tener una forma indefinida.

El comportamiento de todos los gases se ajusta a tres leyes, las cuales

relacionan el volumen de un gas con su temperatura y presión. Los gases que

obedecen estas leyes son llamados gases ideales o perfectos.

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1. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

MATERIALES

Mechero Bunsen

Tapón horadado para el

Erlenmeyer

Bureta de 50 ml

Soporte universal

Jeringa grande y embolo

Malla con asbesto

Termómetro de 0 −

100°𝐶

Termómetro de gas

Tubo de ensayo largo

Termómetro de alcohol o

mercurio

Mechero de alcohol

Soporte metálico y pinza

Cronómetro

Regla

Hojas Milimetradas

Pinzas y nuez

Pera de nivel

Trípode

Regla graduada de un

metro

Manguera de látex

Erlenmeyer de 25 ml

Probeta de 10 ml

LEY DE GASES

QUIMICA GENERAL


QUIMICA GENERAL


2. PARTE EXPERIMENTAL

Realizar una limpieza a todos los materiales antes de ser utilizados.

Utilizar una adecuada vestimenta en el laboratorio.

EXPERIMENTO NRO-1:

COMPROBACIÓN DE LA LEY DE BOYLE

Relación presión-volumen a temperatura constante (PROCESO ISOMETRICO).

PASO 1:

PRIMERO: Mida el volumen muerto de

la bureta (Vm), comprendido entre la

marca final de la escala y la llave. Para

lo cual ponga agua de caño hasta la

mitad de la bureta previamente sujeta al

soporte. Coloque un vaso de 250 ml

debajo de la bureta y abra la llave

dejando caer el agua hasta la marca

final (aplique su conocimiento) de la

lectura del menisco). Luego reemplace

el vaso por una probeta limpia y seca de

10 ml y deja caer el agua que contiene

el volumen muerto y anote este

volumen.

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PASO 2:

SEGUNDO: Arme su equipo según

como se muestra en la gráfica (vierta

agua de caño por la pera de nivel hasta

la marca 10 y a esta misma altura

asegure la pera, de tal manera que el

agua que contiene la pera este al

mismo nivel con el agua de la bureta).

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PASO 3:

TERCERO: Antes de iniciar, asegúrese

que no haya burbujas de aire en el tubo

de goma y no exista escape de aire en

el sistema. Para esto levante la pera de

nivel hasta la marca 10, teniendo la

llave abierta. Luego cierre la llave y

alternadamente eleve o baje la pera

unas dos veces. Al volver a nivelar el

agua (sin abrir la llave) la marca en la

bureta debe ser de nuevo 10. Si no es

así, revise todas las conexiones y

consulte con el profesor.

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PASO 4 Y 5:

CUARTO: Nuevamente abra la llave y

baje la pera hasta que el nivel se detenga

en la marca 10; luego cierre la llave.

QUINTO: Determine el volumen inicial

(V1) según la siguiente ecuación:

𝑣1 = 𝑣𝑏 − 10 + 𝑣𝑚

bV =volumen de la bureta

mV =volumen muerto

Lea el volumen con precisión de 0,1 ml.

La precisión inicial P1 es la presión atmosférica actual del laboratorio (si no se tiene el manómetro, podemos tomar como P1 la presión promedio estándar Tacna que

se aproximadamente 960 2/ cmg o 706

mmHg).

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PASO 6:

SEXTO: Suba la pera, (sin abrir la llave de la bureta) hasta que obtenga un desnivel

de 1 metro (puede ser de 80 o 90 cm. De acuerdo al tamaño del tubo de goma). Lea

el cambio de volumen (∆𝑉), o sea la diferencia entre la lectura de la bureta y la

anterior.

Por lo tanto, el volumen 2V será igual a:

VVV 12 ; Donde V es el cambio de volumen.

hPP 12 ; h es la altura equivalente a 1 metro de agua en mmHg.

1m de agua = 73.5 mmHg.

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PASO 7:

SEPTIMO: Repetir el procedimiento,

pero esta vez dejando la pera de agua

hasta obtener un desnivel

aproximadamente de 1 metro (teniendo

el nivel de la pera a 1 metro por debajo

del nivel del agua en la bureta).

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HALLAR EL VOLUMEN

VVV 13 ; donde V es el nuevo cambio de volumen.

hPP 13 ; donde h es la nueva altura equivalente a 1 m de agua, pero

en mmHg.

Datos a obtener:

REGLA PRESION

(mmHg)

VOLUMEN

(ml)

NIVEL DEL LIQUIDO

LECTURA

+1m 706 + 73.5 = 779.5 )4.16(2V 11.6

manómetro 0 m 706 )18(1V 10

+1m 706 – 73.5 = 632.5 )3.19(3V 8.7

Datos del experimento, en el siguiente cuadro:

Nro. V (ml) P (mmHg) P.V.

1 18 706 12708

2 16.4 779.5 12783.8

3 19.3 632.5 12207.25

Observaciones:

El volumen y la presión varían mediante la presión y reciben del calor. Se determinó la ley d Boyle, en todas las situaciones el producto de

presión y volumen será constante: P*V=cte. La presión cambiara en la misma proporción en que lo hagan H y h. Con estas dos alturas verificas la ley de Boyle

QUIMICA GENERAL


INVESTIGACIÓN

1. Averigüe ¿Cuál es la presión atmosférica en la ciudad de Tacna? ¿A qué altitud? Y ¿Cómo se llama el dispositivo que mide la presión atmosférica (presión del aire)?

La presión atmosférica fluctúa de 760 mm a 761 mm

La altitud es de 569 metros sobre el nivel del mar.

El dispositivo se llama barómetro.

2. ¿Qué es un manómetro? ¿Para qué sirve? De Dos ejemplos.

El manómetro es un instrumento utilizado para la medición de la presión en los fluidos, generalmente determinando la diferencia de la presión entre el fluido y la presión local.

En la mecánica la presión se define como la fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie.

Ejemplo: Hallar la relación entre los gases de X, Y, Z en los manómetros indican a continuación.

Relación entre las densidades del agua y el mercurio es; dwater<dmercury y P0 = 75 cm Hg.

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Ejemplo: Buscar la presión de gas Y (presión atmosférica es de 75 cm de Hg).

se puede escribir;

PX+60=75

PX=15 cm Hg

y

PY=PX+30=15+30=45

PY=45 cm Hg

3. Defina la presión gaseosa y proporcione sus unidades más comunes.

La presión de un gas se observa mediante la medición de la presión externa que debe ser aplicada a fin de mantener un gas sin expansión ni contracción. Para visualizarlo, imaginen un gas atrapado dentro de un cilindro que tiene un extremo cerrado por en el otro un pistón que se mueve libremente. Con el fin de mantener el gas en el recipiente, se debe colocar una cierta cantidad de peso en el pistón (más precisamente, una fuerza, f) a fin de equilibrar exactamente la fuerza ejercida por el gas en la parte inferior del pistón, y que tiende a empujarlo hacia arriba. La presión del gas es simplemente el cociente f / A, donde A es el área de sección transversal del pistón.

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RESUELVA LOS SIGUIENTES CÁLCULOS

a) Un globo sonda que contiene helio a nivel del mar tiene un volumen de 10

litros a 25℃ y una atmosfera de presión. El globo se eleva una cierta altura donde la temperatura es 17℃ y la presión es de 500 mmHg. ¿Cuál es el nuevo volumen del globo?

Datos:

P = presión en atmosferas

V = volumen en litros

n = número de moles

R = 0.082

T = temperatura absoluta.

PV = nRT

1 x 10 = n x 0.082 x 298.15

10 = n x 24.4483

n = 10/24.4483 = 0.409026394 moles He

PV = nRT

0.657894736 x V = 0.409026394 x 0.082 x 290.15

0.657894736 x V = 9.731678674

V = 9.731678674/0.657894736 = 14.79215158 litros

b) ¿Qué volumen ocuparía 2,5 l de 𝑁2 que se encuentra a 20℃ y 2 atm si lo

trasladamos a condiciones normales de 0℃ y 1 atm?

Datos:

?

65.0500

29017

29825

1

final

final

final

inicial

inicial

V

atmmmHgP

KCT

KCT

atmP

Tenemos la fórmula que es la siguiente:

ifffii TVPTVP ****

Despejamos:

)*/()**( iffiif TPTVPV

= (1atm*10L*298k) / (0,65atm*290k)

= (2980) / (188,5)

= 15,8L

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EXPERIMENTO NRO-2:

COMPROBACIÓN DE LA LEY DE CHARLES

Relación volumen-temperatura a presión constante.

PASO 1:

PRIMERO: Armar el equipo,

consistente en una jeringa grande unida

a un tapón de jebe y a un matraz de 25

ml.

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PASO 2:

SEGUNDO: Cuando este el sistema

ajustado, esperar que la marca del

pistón móvil marque en el acero. Anote

la temperatura del baño de agua en el

vaso.

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PASO 3:

TERCERO: Encienda el mechero y

empiece a calentar el agua muy

lentamente, retirando el machero si la

temperatura subiera rápido (agitar el

agua con una varilla con cuidado).

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PASO 4 Y 5:

CUARTO: Cuando la temperatura del

agua haya subido unos 10 grados, retire

el mechero y espere un minuto para que

la temperatura sea homogénea en el

agua y en el Erlenmeyer.

QUINTO: Lea la temperatura y el

volumen desplazado en el embolo.

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TABULANDO LOS DATOS SACADOS DEL EXPERIMENTO:

VARIACION DE VOLUMEN

)( V

TEMPERATURA

)( C

VOLUMEN FINAL

)(ml

0 20 112

2 30 114

4 40 118

6 50 124

8 60 132

10 70 142

12 80 154

PASO 6:

SEXTO: Nuevamente acerque el

mechero para aumentar la temperatura

poco a poco y retira las operaciones y

lecturas de temperatura y de ascenso

del agua, procurando que los

instrumentos de volumen se chequeen

por cada 10℃ hasta alcanzar una

temperatura de unos 60℃ .

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TABULANDO LOS DATOS SACADOS DEL EXPERIMENTO DE 10℃ HASTA

ALCANZAR UNA TEMPERATURA DE UNOS 60℃.

VARIACION DE VOLUMEN

)( V

TEMPERATURA

)( C

VOLUMEN FINAL

)(ml

0 20 112

2 30 114

4 40 118

6 50 124

8 60 132

REPORTE DE LOS DATOS DEL EXPERIMENTO

)( CT )(mlV T

V

1 20 112 0.179

2 30 114 0.263

3 40 118 0339

4 50 124 0.403

5 60 132 0.454

Observaciones:

Si un sistema se mantiene a presión constante, el aumento de

temperatura conlleva a un aumento de volumen.

Los datos de Temperatura fueron obtenidos en el laboratorio con el

termómetro que tenía el sistema.

La pendiente de la recta V vs T según la ecuación de estado significa el

cambio del Volumen cuando crece la temperatura.

QUIMICA GENERAL


INVESTIGACION

Resuelve los siguientes cálculos:

a) Un globo sonda que tiene helio a nivel del mar tiene un volumen de 10

litros a 25℃ y una atmosfera de presión. El globo se eleva una cierta

altura donde la temperatura es 17℃ y la presión es de 500 mmHg. ¿Cuál es el nuevo volumen del globo? Datos:

P = presión en atmosferas

V = volumen en litros

n = número de moles

R = 0.082

T = temperatura absoluta.

PV = nRT

1 x 10 = n x 0.082 x 298.15

10 = n x 24.4483

n = 10/24.4483 = 0.409026394 moles He

PV = nRT

0.657894736 x V = 0.409026394 x 0.082 x 290.15

0.657894736 x V = 9.731678674

V = 9.731678674/0.657894736 = 14.79215158 litros

b) Qué volumen ocuparía 2,5 l de N2 que se encuentra a 20℃ y 2 atm si lo trasladamos a condiciones normales de 0℃ y 1 atm?

Datos:

?

65.0500

29017

29825

1

final

final

final

inicial

inicial

V

atmmmHgP

KCT

KCT

atmP

Tenemos la fórmula que es la siguiente:

ifffii TVPTVP ****

Despejamos:

)*/()**( iffiif TPTVPV

= (1atm*10L*298k) / (0,65atm*290k)

= (2980) / (188,5)

= 15,8L

QUIMICA GENERAL


Indique como cambia el volumen de cierta cantidad de gas si:

a) Se aumenta su presión a 25℃ de 1 atm, 2 atm. Pues esta aumenta ya que la presión 1 es directamente proporcional a la temperatura final.

b) Se baja su temperatura a una presión de 1 atm, de 300 a 100 K .

Esta disminuye porque la presión final es directa a la temperatura final.

c) Se aumenta la temperatura de 200 a 300 K , aumentando simultáneamente la presión de 2 a 3 atm.

¿A qué temperatura el volumen molar de un gas ideal, estando a 1 atm, es igual a 10 litros/mol? ¿y a 100 litros/mol?

Ocurre que la presión inicial es directa a la presión final e inversa a la temperatura fina mientras que la temperatura inicial es directa a la temperatura final e inversa a la presión final.

QUIMICA GENERAL


CONCLUSIONES:

Luego de haber realizado la práctica de Laboratorio, hemos adquirido nuevos conocimientos y pudimos experimentar y llevar a la práctica los conocimientos teóricos.

La de Charles nos dice que estudio por primera vez la relación entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presión constante y observo que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el volumen disminuía.

Reconocimos aprendiendo las técnicas de separación aplicando sus diferentes métodos de cada ingrediente.

Las relaciones de presión-volumen de los gases ideales están gobernadas por la Ley de Boyle: el volumen es inmensamente proporcional a la presión (a t y n constantes).

Las relaciones de temperatura-volumen de los gases se describen por la

ley de Charles y Gray-Lussac: el volumen es directamente proporcional a la temperatura (a P y n constantes).

La de Boyle Mariott establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante.

Por concluir se puede decir que las leyes de Charles y Boyle Mariott son

muy importantes en nuestra Química ya que cada una tiene su

pensamiento.

RECOMENDACIONES:

Es necesario tener los implementos completos en el laboratorio como lavadores, cucharas, cucharones y creo que sería bueno que cada estudiante cuente con sus propios materiales para que así cada quien pueda trabajar individualmente y aprender aún más.

BIBLIOGRAFIA

Diccionario Nauta de Biografías, Ediciones Nauta S.A., Colombia, junio

1996

Larousse Enciclopedia Metódica, Julia Álvarez Taibo, Ediciones

Larousse, México, marzo de 1992.

Diccionario Enciclopédico Universal, Ediciones Océano S.A., (Barcelona)

España, 1993

Guías Plan Diferenciado biológico “Leyes de los Gases” y “El estado

Gaseoso”.

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Internet

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