Determinacion de la constante universal y capacidad termica.

UNAM MÉXICO DISTRITO FEDERAL

FAULTAD DE QUÍMICA

LABORATORIO DE TERMODINÁMICA

TEMA:
DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE UNIVERSAL DE LOS GASES R.

1. INTRODUCCIÓN.

2. OBJETIVO.

3. PREVIO.

4. MÉTODO EXPERIMENTAL.

5. RESULTADOS Y ANÁLISIS.

6. CONCLUSIONES.

7. BIBLIOGRAFÍA.

1.- INTRODUCCIÓN.

Se han deducido experimentalmente tres leyes que cumplenaproximadamente todos los gases, especialmente en condiciones de presión baja y temperatura alta.

Ley de Boyle. “A temperatura constante, el volumen de una mezcla gaseosa es inversamente proporcional a la presión del gas”. Es decir, pV = k1, donde k1 es una constante (figura 6.1).

Ley de Charles. “A presión constante, el volumen de una muestra gaseosa es proporcional a la temperaturadel gas, expresada en la escala absoluta o Kelvin”. La formulación matemática inicial era V = k2(t + 273,15) donde k2 es una constante y t la temperatura en grados centígrados. Kelvin (1824–1907) sugirió que -273,15 °C representa un mínimo absoluto de temperatura (figura 6.2). Esta temperatura es el origen la escala de temperaturas llamada absoluta o kelvin y simbolizada con una T mayúscula. Enesta escala de temperatura, la ley de Charles se escribe V = k2T.

Ley de Gay-Lussac. “A volumen constante, la presión ejercida por una muestra gaseosa es proporcional a la temperatura del gas en la escala absoluta”. Es decir, p = k3T, donde k3 es una constante:

Figura 6.1. Ley de Boyle. Representación gráfica del volumen de un gas frente a la presión, a temperatura constante.

Figura 6.2.Ley de Charles. Representación gráfica del volumen frente a la temperatura para tres muestras gaseosas diferentes a presión constante. Cuando se extrapolan, las tres rectas cortan al eje de las temperaturas a –273 °C.
Principio de Avogadro (ver Tema 1). Un posible enunciado para este principio es que, a presión y temperatura fijas, el volumen de cualquier gas es proporcional al número de molespresentes. Es decir, n = k4V, donde k4 es una constante.
Ley de los gases ideales. Como el comportamiento de los gases reales sólo se aproxima al descrito por las leyes anteriores, por conveniencia se define gas ideal como el que las cumple exactamente en todas las condiciones. Las leyes anteriores pueden combinarse en una sola ley llamada ley de los gases ideales, cuya expresiónmatemática es pV = nRT, donde R recibe el nombre de constante de los gases ideales y vale0.08205 litro atm K–1 mol–1.
El volumen molar (Vm) de un gas es el ocupado por un mol de dicho gas, Vm = V/n. Las condiciones normales (CN) en gases son 273,15 K (0 °C) de temperatura y 1 atm de presión. En esas condiciones, el volumen molar se llama volumen molar normal y, para cualquier gas ideal, es de 22,414litros.
2.- OBJETIVO
Determinar expérimentalmente la constante universal de los gases R y el volumen molar del hidrógeno.
3.- CUESTIONARIO PREVIO
1. ¿Por qué la constante universal de los gases es representada por la letra R?
2. ¿Por qué R es llamada la constante universal de los gases?
La constante R se debe al químico y físico francés (Regnault Henry Victor 1810 - 1878) que contribuyócon una serie de experimentos al estudio de las propiedades térmicas de los gases. Estudió en la Escuela Politécnica. Profesor en la misma en 1840 y en la Universidad de Lyon y en el Colegio de Francia.
Determinó el valor de los coeficientes de dilatación, presión de vapor y calor específico de diversos compuestos y puso de manifiesto el carácter aproximado, para el caso de los gases reales, de laley de Boyle - Mariotte.
Desarrolló instrumentos, entre ellos el hidrómetro que lleva su nombre. Descubrió el cloruro de vinilo, el tetracloruro de carbono y otros compuestos. Demostró que el 21 % del aire es oxígeno. Fue el primer científico en medir la velocidad del sonido en el aire mediante un registro automático, obteniendo una velocidad de 332 m/s a 0°C.
3. Escribe la reacción...