Practica de quimica

INSTITUTO DE FÍSICA
FACULTAD DE INGENIERÍA

LABORATORIO 1- 2006

PRACTICA 4: LEYES DE LOS GASES

1. OBJETIVOS

i) Comprobación experimental de las leyes de los gases. En este caso nos vamos a concentrar en el estudio de las Leyes de Boyle y de Gay-Lussac.

ii) Determinación de la temperatura absoluta.

iii) Aplicación de la regresión lineal (mínimos cuadrados)

2.INTRODUCCIÓN

Como han visto en otros cursos (física general 1, física térmica), dado un gas ideal contenido en un cierto recipiente, entonces su volumen V, su temperatura T (en Kelvin), y su presión P, obedecen a la siguiente relación:

[pic] (1)

Además, esas variables están relacionadas entre si por la ecuación de estado, o ley de gas ideal, expresada por:

[pic](2)

donde [pic]es el número de moles de gas contenido en el volumen, y [pic] es conocida como la constante universal de los gases. Dependiendo de la unidades de la presión y el volumen, [pic] tiene los siguientes valores:

[pic] J mol-1 K-1 (3)

[pic] l atm mol-1 K-1

EJERCICIO: Mostrar que el primer valor de R puede ser convertido para dar el segundo valor.La cantidad de gas presente en un recipiente es expresada comúnmente en términos del número de moles de sustancia. Recordar que un mol de cualquier sustancia es equivalente a 6.022x1023 moléculas de dicha sustancia (6.022x1023 es conocido como el numero de Avogadro, [pic]). Entonces, la masa de dicha sustancia estará dada por:

[pic] (4)

donde [pic]es la masa molar de lasustancia (masa de un mol de sustancia). Si asumimos que el recipiente es hermético, el número total de moles (y por ende la masa) de la sustancia permanecerá constante.

Es de hacer notar que para todos los gases, cuando la presión es cero, la temperatura del gas es -273.15 oC. Esa es la comúnmente llamada temperatura absoluta, cero absoluto, o [pic] .

Si mantenemos la temperatura del gasconstante, la ecuación 1 se denomina la Ley de Boyle:

[pic] (5)

[pic]

Si el volumen del gas es mantenido constante, entonces la ecuación 1 se denomina en la Ley de Gay-Lussac:

[pic] (6)

Recordar:

1 atm = 101,325 Kpa=760 torr

(1 pascal es la presión resultante de aplicar una fuerza de 1 N en 1 metro cuadrado).
Como nota de interés general,nuestra atmósfera cerca de la superficie terrestre está compuesta típicamente por los siguientes gases:

Tabla 1.
| |
|Componentes del aire (vapor de agua no incluido) |
|Constituyente |Concentración |
||(% en volumen) |
| | |
|N2 |78.084 |
| | |
|O2 |20.946|
| | |
|Ar |0.934 |
| | |
|CO2 |0.033 |

3. MATERIALES.

-Ley de Boyle: -Jeringa graduada
- Sensor de presión
- Interfase LabPro

-Ley de Gay-Lussac: - Jeringa graduada
- Baño termostatizado
- Termómetro
- Sensor de presión
- Interfase LabPro
- Tapa de...