practica difusion de gases

PRÁCTICA No. 2
TEMA: DIFUSIÓN DE LOS GASES

1. Conocimientos previos

Para realizar esta práctica el estudiante tiene que conocer:

Las leyes, principios y propiedades de los gases.

Los postulados de la teoría cinética molecular de los gases

La expresión matemática de la ley de Graham.

2. Objetivos

Comprobar experimentalmente que unos gases se difunden másrápidamente que otros.

Sacar el tanto por ciento de desviación entre los datos teóricos y experimentales.

3. Introducción teórica

La Teoría Cinética Molecular (T.C.M.) de los gases nos ayuda a explicar varias propiedades de éstos. Básicamente se reduce a la idea de que existen átomos o partículas compuestas y además de que estas partículas se encuentran en un estado de movimiento y agitacióncontinuos. Los modelos mecánicos de los gases deducidos de la teoría cinética de los mismos, han sido el mayor incentivo hacia la nueva experiencia que en la actualidad se ha desarrollado.

La teoría que acepta actualmente para explicar el comportamiento de los gases fue desarrollada a mediados del siglo pasado y tiene por base el modelo siguiente, enunciados a manera de postulados o principios:un gas consta de un número extremadamente grande de partículas diminutas en un estado de movimiento, caótico y totalmente al azar;

estas partículas son muy duras y perfectamente elásticas, que cuando chocan no se registra ninguna pérdida por fricción;

entre una colisión y otra, las partículas gaseosas se mueven en línea recta, sin que existan fuerzas de atracción entre ellas;

losmovimientos de cada partícula obedecen todas las leyes de la mecánica clásica;

el número de partículas gaseosas siempre es el mismo en una unidad de volumen a temperatura y presión constantes que son las manifestaciones del carácter molecular del estado gaseoso. La temperatura absoluta está directamente relacionada con la energía cinética de las partículas gaseosas.

“Lo mencionadoanteriormente de la teoría cinético molecular, nos permite explicar que: “Los gases se difunden muy fácilmente.” (Carrillo, p. 177)

Ley de Difusión de Graham.- La difusión es el proceso por el cual un gas se expande espontáneamente por toda una fase hasta ocupar todo el volumen disponible; ejemplo: si se conectan dos recipientes que encierran el mismo gas o diferentes gases a distintos valores depresión, en un cierto tiempo la presión se iguala.

Para obtener información cuantitativa sobre las velocidades de difusión se han hecho varias determinaciones, los resultados son expresados por la Ley de Graham que dice:
Dos gases 1 y 2 que se encuentran a la misma temperatura y presión, tienen velocidades de difusión v1 y v2 y son inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus pesosmoleculares o de sus densidades.
matemáticamente:

V1 M2 V1 d2
     
V1 M1 V2 d1

Expresiones matemáticas que pueden ser aplicadas para calcular la difusión o efusión de los gases en base a sus pesos moleculares o sus densidades.

Deducción de la expresión matemática: “La velocidad de difusión deun gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su densidad”.

1
V 
d

Al comparar con la velocidad de difusión de otro gas se tiene:

(1) V1 d2
  
V2 d1

Esta relación se puede expresar en función de sus pesos moleculares, al reemplazar las densidades por sus valores de masa sobre volumen ytenemos:
m2

d2 V2
  
d1 m1

V1

Cuando la masa es igual al peso molecular o mol (M), el volumen corresponde al volumen molar gaseoso, o sea a 22.4 L; por tanto: V1  V2, y al simplificar nos queda:
d2 m2 p.m.2
    
d1 m1 p.m.1...