Ley De La Constante De Gases Ideales

PRÁCTICA No. 4

DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE UNIVERSAL DE LOS GASES IDEALES


OBJETIVO:

Demostrar que la constante universal de los gases ideales está presente realmente en estos, en base a obtener los datos de presión, volumen y temperatura, calcular el valor de dicha constante y convertirlo a distintas unidades.



FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA:

En 1808, Gay Lussac observó que al hacerlos cocientes entre los volúmenes de gases que reaccionan entre sí, aparecen números pequeños enteros, cuando dichos volúmenes se miden a la misma temperatura y presión. Por ejemplo, se observa que dos litros de hidrógeno gaseoso reaccionan con un litro de oxígeno gaseoso para formar agua. La reacción queda como: 2H_2+ O_2  2H_2 O, de modo que reaccionan el doble de moléculas de hidrógeno que deoxígeno, y por consiguiente, un litro de hidrógeno tendrá el mismo número de moléculas que uno de oxígeno a la misma temperatura y presión. El mismo resultado se obtiene para otras reacciones en fase gaseosa. Así se concluye que volúmenes iguales de gases diferentes a misma presión y temperatura contienen el mismo número de moléculas.
Esta idea se formuló por primera vez por Avogadro en 1811.(La ley de la combinación de volúmenes de Gay Lussac y la hipótesis de Avogadro son estrictamente verdaderas para gases reales sólo en el límite P0). Como el número de moléculas es proporcional al número de moles, la ley del gas ideal PV/mT=c se rescriben hasta PV/nT=R.
La hipótesis de Avogadro dice que si P, V y T son iguales para dos gases diferentes, entonces n debe ser el mismo y solo secumple si R posee el mismo valor para cualquier gas.
Por lo tanto, R es una constante universal, llamada constante universal de los gases ideales, cuya versión final es:

PV=nRT





DESARROLLLO EXPERIMENTAL
MATERIAL
Un vaso de precipitados de 250 Ml
Un calibrador pie de rey (con vernier)
1 termómetro


PROCEDIMIENTO
Mide con el calibrador el diámetro interno (d_1) del vaso deprecipitados en cm.
Mide con el calibrador la profundidad del vaso de precipitados (h_vaso) en cm.
Observa la lectura en el termómetro ambiental (t_█(amb@)) en °C
Anota los valores promedio de las mediciones anteriores en la tabla de datos experimentales











TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES
DIÁMETRO INTERNO DEL VASO DE PRECIPITADOS
(di)
En cm PROFUNDIDAD DEL VASO DEPRECIPITADOS
(h vaso)
En cm
TEMPERATURA AMBIENTE
(t amb)
En °C
6.44 cm 8.66 cm 26°C
0.0644 m 0.0866 m 299.15°K


DATOS ADICIONALES:

Altura barométrica en la Ciudad de México:
h_barom=0.585 m de Hg

Densidad del aire: ρ_aire=915 g/m^3

Masa molar del aire:M_aire=28.84 g/mol

Valores de referencia de la constante universal de los gases ideales (R_exacta), a diferentes unidades:

R = 8.3114 (Pa.m^3)/(mol°K) = 0.083144 = 82.05 (atm.L)/(kmol°K)

R = 1.9858 BTU/(lbmol°R) = 1545.37(〖lb〗_f.ft)/(lbmol°R) = 10.73 (psia.〖ft〗^3)/(lbmol°R)

CÁLCULOS:

1.- Calcula la densidad del mercurio(ρ_Hg) a la temperatura ambiente.

ρ_hg=13595.08 kg/m^3 - 2.466(26°C)+0.0003(26°C)^2=13531.1668 kg/m^3

2.- Calcula la presión barométrica.

(P_(barom))=13531.1668 kg/m^3 (9.78 m/s^2 )(0.585 m de Hg)=77415.86461 pa
3.- Calcula el radio del vaso de precipitados (r) en cm.

r = (6.44 cm)/2 = 3.22 cm

4.- Calcula el volumen del aire del vaso de precipitados (V_vaso) en 〖cm〗^3 ytransfórmalo a m^3.

V_vaso=3.1416 (〖3.22 cm)〗^(2 ) (8.66 cm)=282.0853447 〖cm〗^3

282.0853447 〖cm〗^3= ((1 m^3)/(1x〖10〗^6 〖cm〗^3 ))=2.82085344 x 〖10〗^(-4) m^3

5.- Transforma la temperatura ambiente a la escala Kelvin.

T_ambiente=26°C+273.15°K= 299.15°K

6.- Calcula la masa del aire (m_aire) que contiene el vaso de precipitados en g.

m_aire=2.820846851 x 〖10〗^(-4) m^3 (915 g/m^3) =...