Practica Quimica

Objetivo de la práctica
El alumno demostrará con los datos obtenidos en el laboratorio, las leyes de Boyle, Charles-Gay Lussac y la Ley Combinada del estado gaseoso
Condiciones teóricas
Ley de Boyle
En el siglo XVII Robert Boyle estudió en forma sistemática y cuantitativa el comportamiento de los gases. En una serie de experimentos, Boyle analizo la relación que existe entre la presión yel volumen de una muestra de gas. A medida que la presión aumenta a temperatura constante, el volumen de una cantidad determinada de gas disminuye. Por lo contrario si la presión aplicada disminuye, el volumen ocupado por el gas aumenta. Esta relación se conoce como la ley de Boyle, según la cual la presión de una cantidad fija de un gas a temperatura constante es inversamente proporcional alvolumen de gas.

Podemos escribir una expresión matemática que muestre la relación hacia la izquierda entre la presión y volumen
P α 1vDonde el símbolo α significa proporcionalidad a. Se puede cambiar por el signo de igualdad
P=K x 1vDonde K1 es una constante llamada constante de proporcionalidad. También se puede expresar como:
PV=KAunque los valores individuales de presión y volumen puedenvariar mucho para una muestra de un gas, siempre que la temperatura permanezca constante y la cantidad de gas no cambie, P multiplicada por V siempre será igual a la misma constante. Por consiguiente para una muestra de gas bajo dos conjuntos de condiciones distintas a temperatura constante tenemos
P1 V1= P2 V2
Relación Temperatura volumen: Ley de Charles Y de Gay Lussac
La ley de Boyledepende de que la temperatura del sistema permanezca constante. Pero suponga que cambia la temperatura ¿Cómo afectará el cambio de la temperatura al volumen y la presión de un gas? Los primeros investigadores que estudiaron esta relación fueron los científicos franceses Jacques Charles y Joseph Gay-Lussac. Sus estudios demostraron que, a una presión constante, el volumen de una muestra de gas seexpande cuando se calienta y se contrae al enfriarse. Las relaciones cuantitativas implicadas en estos cambios de temperatura y volumen del gas resultan ser notablemente congruentes. Por ejemplo, observamos un fenómeno interesante cuando estudiamos la relación entre temperatura y volumen a varias presiones. A cualquier presión dada, la gráfica de volumen en relación con la temperatura es una línearecta. Al extender la recta al volumen cero, encontramos que la intersección en el eje de temperatura tiene un valor de -2735.15°C. A cualquier otra presión obtenemos una recta diferente para la gráfica de volumen y temperatura, pero alcanzamos la misma intersección -273.15°C para la temperatura correspondiente al volumen cero.
En 1848 Lord Kelvin comprendió el significado de dicho fenómeno.Identificó la temperatura de -273.15°C como el cero absoluto, teóricamente la temperatura más baja posible. Tomando el cero absoluto como punto de partida estableció entonces una escala de temperatura absoluta conocida ahora como escala de temperatura Kelvin. En la escala Kelvin un Kelvin es igual en magnitud a un grado Celsius. La única diferencia entre la escala de temperatura absoluta y la deCelsius es la posición del cero. Los puntos importantes de las dos escalas se comparan del siguiente modo:
Kelvin Celsius
Cero absoluto 0 -273.25°
Punto de congelación del agua 273.15 0
Punto de ebullición del agua 373.15 100
La dependencia del volumen de un gas con la temperatura se da por
V α TK2= VTDonde K2 es la constante de proporcionalidad. LA ecuación se conoce como la ley deCharles y de Gay Lussac o simplemente la ley de Charles, la cual establece que el volumen de una cantidad fija de gas mantenido a presión constante son directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas.
Tal como hicimos para la relación presión volumen a temperatura constante, podemos comparar dos condiciones de volumen temperatura para una muestra dada de un gas a presión constante....