Difusion de gases

LABORATORIO # 3: DIFUSION DE GASES


OBJETIVOS
Estudiar y experimentar algunas propiedades y leyes fundamentales que explican el comportamiento de los gases ideales.
Demostrar la ley de difusión de los gases (ley de Graham)
Determinar el coeficiente de difusión de un gas por evaporación desde una superficie liquida.
Comparar la velocidad de difusión de los gases con la de los líquidos.MARCO TEÓRICO
Difusión
La difusión es un proceso irreversible, en el que partículas materiales seintroducen en un medio que inicialmente estaba ausente, aumentando la entropía del sistema conjunto formado por las partículas difundidas o soluto y el medio donde se difunden o disolvente.

Difusión gaseosa
Para difusión molecular m cuya fuera potencial es una gradiente de, lavelocidad a la cual la masa es transportada por unidad de área (flux difusivo) está relacionado al gradiente de concentración por

Ley de la Difusión Gaseosa
Fue establecida por Thomas Graham; quien manifiesta lo siguiente:
“En las mismas condiciones de presión y temperatura, las velocidades de difusión de dos gases son inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus masasmoleculares.”
La difusión gaseosa fue una de las varias tecnologías para la separación de isótopos de uranio desarrolladas por parte del Proyecto Manhattan para producir uranio enriquecido forzando que el hexafluoruro de uranio (único compuesto del uranio gaseoso) atraviese membranas semi-permeables. Esto produce una ligerísima separación entre las moléculas que contienen uranio-235 y uranio-238.Mediante el uso de una gran cascada de muchos pasos, se pueden conseguir grandes separaciones. Actualmente ha quedado obsoleta ante la nueva tecnología de centrifugadoras de gas, que requiere mucha menos energía para conseguir la misma separación.

De acuerdo con la Teoría Cinética de los gases
Las moléculas de los gases están en rápido movimiento
Sus velocidades promedio son proporcionales a latemperatura absoluta.
A la misma temperatura, la energía cinética promedio de las moléculas de gases diferentes es igual. La ley de difusión de Graham se basa en estas tres suposiciones anteriores.

Entre las diferentes propiedades que exhiben los gases se encuentra aquella facultad que tienen de difundir a velocidades que son función de sus pesos moleculares o de sus densidades.
En elpresente experimento vamos a comprobar que las velocidades con las que se difunden dos gases son inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus pesos moleculares o de sus densidades, lo cual constituye la ley de difusión de Graham.


Donde V1, M1 y D1 representan la Velocidad de Difusión, Peso Molecular y Densidad del primer gas, y V2, M2 y D2 representan la Velocidad deDifusión, Peso Molecular y Densidad del segundo gas.

El Amoniaco, NH3, y el Ácido Clorhídrico, HCl, son gases que al ponerse en contacto reaccionan para formar otro compuesto, caracterizado por ser un gas de color blanco. Los líquidos difunden más lentamente que los gases, porque sus moléculas están más cerca entre si y no pueden apartarse sin chocar.
EQUIPOS, MATERIALES Y REACTIVOS

MATERIALES1 vaso de precipitado de 100 ml
2 tubos de ensayo
1 tubo de vidrio de 1 m (aprox)
1 tubo de vidrio doblado en ángulo recto
1 soporte universal
2 tapones de caucho
Algodón
Cinta métrica
1 pipeta graduada o un gotero

REACTIVOS

Solución Concentrada de Amoniaco,(NH4OH)
Solución Concentrada de Ácido Clorhídrico, (HCl)
Fenolftaleína


PARTE EXPERIMENTAL

1. Colocar en un soporteuniversal un tubo de vidrio cuya longitud se ha determinado con anterioridad.
2. En el extremo derecho del tubo introduzca un algodón impregnado con la Solución concentrada de Amoniaco, teniendo cuidado de no dejar que este químico entre en contacto con sus manos.Como un alternativa de seguridad se pueden usar Bulbos de gotero, para dentro de estos, poner un algodón impregnado con la sustancia...