El estado gaseoso

El estado gaseoso

Objetivo:
En esta práctica se pretende demostrar algunas ecuaciones que describen el estado de los sistemas gaseosos así como fortalecer el conocimiento respecto dando una aplicación en el laboratorio. En este experimento el alumno.
1) Demostrara la ley de Boyle, es decir describirá el cambio que sufre el volumen de una mezcla gaseosa al vagar la presión bajo latemperatura constante
Material a utilizar:
a) Regla de 1m (cinta métrica)
b) Bureta
c) Empalme de goma
d) Pinza (para goma)
e) Tapón de goma para la bureta
f) Manguera de 40 como la que disponga en el almacén
g) Ampolla de nivel
h) Soporte universal
i) Pinza para soporte universal
j) Anillo acoplado a pinza para el soporte universal (para ampolla de nivel)k) Termómetro
En el experimento de esta práctica, se investigara el cambio que sufre el volumen ocupado por una mezcla gaseosa al variar la presión, siempre que permanezca constante la temperatura.
Nota importante:
Una circunstancia que complica el experimento es que la muestra gaseosa este en contacto con el agua, pues esta tiende a evaporarse y a contaminar con su vapor a todo gas quese encuentre sobre ella. El vapor de agua ejerce también una presión por su parte, aunque, afortunadamente, es fácil saber su valor (que depende solo de la temperatura del agua líquida) y restarlo del valor de la presión total. La tabla 1 de los valores de la presión de vapor de agua a las temperaturas ambientes más comunes.

Tabla 1. Presión del vapor de agua (sobre agua líquida) a distintastemperaturas
Temp. ℃ | Presión en mm de Hg | Temp. ℃ | Presión en mm de Hg |
15 | 12.8 | 26 | 25.2 |
16 | 13.6 | 27 | 26.7 |
17 | 14.5 | 28 | 28.3 |
18 | 15.5 | 29 | 30.0 |
19 | 16.5 | 30 | 31.8 |
20 | 17.5 | 31 | 33.7 |
21 | 18.7 | 32 | 35.6 |
22 | 19.8 | 33 | 37.7 |
23 | 21.1 | 34 | 39.9 |
24 | 22.4 | 35 | Figura 1
42.2 |
25 | 23.8 | | |

De ordinario la presión semide por la altura de la columna de mercurio capaz de equilibrarla; pero en nuestro experimento mediremos algunas con columnas de agua.
Como el mercurio tiene una densidad de 13.5 g/cm3 y el agua de 1.0 g/cm3 es claro que una columna de agua ejercerá la misma presión que una de mercurio cuya altura sea de 13.5 veces menor.
Procedimiento:
1- Montar el aparato de la figura 1
2- Una vezmontado el aparato de la figura 1, se deja unos 40 ml de aire en el tubo pnumometrico y se cierra con una pinza el conector de goma.
3- Luego se sube y baja la ampolla de nivel para expulsar las burbujas de aire que puedas encontrarse en los tubos de goma. Nota: es importante que no haya escapes de aire en el aparato.
4- Para asegurarse de que todas las uniones estén bien cerradas se hacedescender la ampolla de nivel y se observa si el nivel en el tubo neumometrico permanece constante.
5- Luego, debe dejarse el aparato hasta que el agua se ponga a la temperatura ambiente
6- Se coloca la ampolla de nivel a una altura conveniente para que el agua que contiene quede al ras con el agua del tubo (con un error de 0.1 ml)
7- Se pide luego a un alumno que levante la ampolla hastaque la diferencia de niveles sea del largo de la manguera y se registra otra vez el volumen ocupado por el gas.
8- Por último, se hace descender la ampolla por debajo del nivel de la mesa, hasta que la diferencia de niveles vuelva a ser del tamaño de la manguera y se regresa de nuevo el volumen del gas.
9- Regístrese la temperatura del agua y la presión atmosférica.
Registro de los datos.Para la recopilación de los datos es conveniente usar la siguiente tabla:
Datos recopilados en la práctica.

Parámetros a medir | Valor obtenido |
Volumen del gas (ambos niveles iguales), ml | 27 ml. |
Volumen del gas (la ampolla 45 cm más alta), ml | 22.5 ml. |
Volumen de gas (la ampolla 35 cm más baja), ml | 29.5 ml. |
Temperatura de agua, ℃ | 25 ℃ |
Presión barométrica, mm de...