GASES FISICOQUIMICA

GASES FISICOQUIMICA2014-I

UNIVERSIDAD NACIONALSANTIAGO ANTNEZ DE MAYOLO

FACULTAD:CIENCIAS DEL AMBIENTEESCUELA PROFESIONAL:INGENIERA AMBIENTAL

ASIGNATURA:FSICOQUIMICATTULO:PRCTICA DE LABORATORIO N01GASESCICLO:2014-IESTUDIANTE:

RODRIGUEZ MAGUIA ELIZABETH MERCEDES DEL R.131.0605.020

DOCENTE:

BARBA REGALADO ALEJANDRO NAPOLEN

HUARAZ-PER2014

NDICEIntroduccinpg.02Fundamento terico pg.03Estado gaseosoCaractersticas de los gasesCondiciones del estadoGas idealGas realDensidad de gasesCapacidad calorficaDifusin gaseosaDetalles experimentalespg.07Materiales y reactivosprocedimientoClculos y resultadospg.10Discusin de resultadospg.12Conclusiones y recomendacionespg.13Bibliografapg.14Apndice pg.15

INTRODUCCIN

Esta prctica de laboratorio nos permite visualizar experimentalmente la variacin de la densidad de un gas, con la presin y la temperatura.En el siguiente trabajo se va a calcular de manera experimental la densidad de los gases y la relacin de capacidad calorfica a condiciones normales con un error experimental mnimo, para poder asemejar el resultado del experimento con el terico, para dicho trabajo es necesario conocer todas las propiedades, fsicas y qumicas, de los gases y sus caractersticas; para poder trabajar con mucha facilidad es necesario tener en cuenta las condiciones ambientales (presin, temperatura y humedad), porque estas influyen de manera directa en los resultados que se van a obtener.La aplicacin de los mtodos tericos y experimentales nos da a conocer las leyes generales que determinan las propiedades de diversas sustancias en diferentes condiciones, en este caso diremos que estudiaremos las propiedades ms importantes de los gases.Elcomportamientode todos los gases se ajusta a tresleyes, las cuales relacionan elvolumende un gas con su temperatura ypresin.Los gases que obedecen estas leyes son llamadosgasesidealesoperfectos. Para explicar los procedimientos realizados debemos hacer una secuencia de pasos detallada de lo observado y luego analizarlo, para poder llegar a cabo por medio de los resultados segn las ecuaciones postuladas, formulando las relaciones entre el volumen, presin y temperatura.

I. FUNDAMENTO TERICOESTADO GASEOSOSe trata del estado de la materia ms estudiado y comprendido. Es un fluido que tiene por caracterstica especial, ocupar el volumen del recipiente que lo contiene, sus molculas estn muy separadas y por consiguiente sus interacciones sern mnimas.CARACTERSTICAS DE LOS GASES Puede comprimir hasta adquirir un pequeo volumen por un aumento de presin. No tienen forma, ni volumen definido, adopta la forma y el volumen del recipiente que lo contiene. Se expande ilimitadamente ocupando el mayor volumen posible. Sus molculas se mueven al azar en todas las direcciones. Todos los gases son miscibles.CONDICIONES DEL ESTADO 1. Presin: La presin del gas est determinada por el choque que realizan las molculas contra las paredes del recipiente que lo contiene, esta presin es homognea en todas las paredes.

2. Volumen: El volumen de un gas est determinado por el volumen del recipiente que lo contiene, es decir, el gas ocupa todo el volumen del recipiente que lo contiene.

3. Temperatura: La temperatura es una variable del estado que est relacionado con la velocidad de las molculas, a su vez, con la energa cintica de las mismas.

1. GASSe llama as, a aquel fluido que no tiene forma ni volumen definido. Los gases se clasifican en dos grupos.a. Gases ideales: el volumen ocupado por las propias molculas, es insignificante respecto al volumen total del gas. Esto es vlido, a presiones bajas y temperaturas relativamente altas. La ecuacin de estado que rige el comportamiento de los gases ideales es la siguiente. (1)

b. Gas real: El volumen ocupado por las propias molculas, es significativo respecto del volumen total del gas. Adems se considera como factor importante la atraccin intermolecular. El comportamiento de estos gases obedece a presiones altas y temperaturas relativamente bajas. Para estudiar del comportamiento de los gases reales existen un conjunto de ecuaciones de estado, entre ellas tenemos la de Berthelot, que corrige las desviaciones de la idealidad. Las ecuacin de Berthelot es vlida para presiones cercanas a 1 atm: (2)Donde:M= Peso molecularm= Masa de sustanciaR= Constante de los gases idealesP,V,T = Presin, volumen y temperatura del gas.

Pc, Tc = Presin y temperatura criticas

Los vapores de sustancias que no son gases a temperaturas ordinarias suelen encontrarse en este tipo.

2. DENSIDAD DE GASESa. Densidad absoluta: Relacin entre la masa del gas y su unidad de volumen.b. Densidad relativa: Relacin entre la densidad de un gas y la densidad de otro que se toma como referencia.La densidad de un gas, se puede obtener a partir de la ecuacin.(3)3. CAPACIDAD CALORFICA Es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una sustancia en un grado. Hay dos tipos de capacidad calorfica, a presin constante y a volumen constante. La relacin entre ambas, depende si el gas es monoatmico o poliatomico y puede ser determinada experimentalmente mediante el mtodo de Clment y Desormes, realizado en el sistema, primero una expansin adiabtica, y luego un calentamiento a volumen constante. La relacin de capacidades calorficas para un sistema de este tipo es: (4)Y si el cambio de presin es pequeo, sabiendo que P = dgh, obtenemos: (5)

4. DIFUSIN GASEOSAA una temperatura dada, la energa de cintica de cualquier par de molculas es la misma. De este principio se deduce la ley Graham de la difusin la velocidad de difusin de un gas es inversamente proporcional a la raz cuadrada de su respectivo peso molecular o de su densidad. La expresin matemtica es:

(6)

Donde:, : Velocidad de las molculas de los gases 1 y2.: Masa de los gases. : Densidad de los gases.: Pesos moleculares de los gases 1 y 2.M1, M2 : pesos moleculares de los gases 1 y 2.

II. DETALLES EXPERIMENTALES:MATERIALES Y REACTIVOSMateriales: Equipo de Vctor Meyer para densidad de vapor. equipo para hallar la relacin de capacidades calorficas por el mtodo de Clment y Desormes. Tubos de vidrio de diversos dimetros. Bulbos pequeos. Regla. Mechero de bunsen. Bombillas de jebe. Trpode. vasos de 50, 100 y 600 ml. pipetas. Reactivos.: Liquido orgnico voltil.PROCEDIMIENTO1. DETERMINACIN DE LA DENSIDAD DE GASES POR EL MTODO DE VCTOR MEYERa. Instale el equipo como se muestra en la figura 1.

b. Coloque en la chaqueta de calentamiento agua de cao hasta 2/3 de su volumen (A), manteniendo cerrada la llave de la bureta F y abierto el tampn E. Lleve el agua a ebullicin 10 min.c. Durante el tiempo de ebullicin del agua, pese una ampolla de vidrio hasta las 10 milsimas de gramo. Caliente la ampolla en agua hirviendo, retire e introduzca el capilar en un vaso que contenga un pequea porcin de muestra, enfri y repita la operacin hasta introducir de 0.1 a 0.2g de muestra, pese, y si ha logrado el peso adecuado, selle el capilar, djelo enfriar y pese la ampolla con exactitud.d. Abra la llave de la bureta, llnela con agua hasta la marca de 50ml y fije la pera C coloque el tampn E, obsrvese el descenso de volumen y si este no flucta en ms de 0.2ml, iguale los niveles y lea la bureta. Retire el tampn E y haga que el nivel llegue nuevamente a 50ml.e. Rompa el extremo de la ampolla, e introdzcala rpidamente en el tubo de vaporizacin B y coloque inmediatamente el tampn E. A medida que baje el nivel de agua en la bureta, iguale el de la pera hasta que el nivel de agua deje de bajar.f. Cierre rpidamente la llave F y retire la bureta, espere 10 minutos, tome la temperatura del agua de la pera, lea el nivel del agua en la bureta tomando como referencia la lectura tomada en el paso d.2. DETERMINACIN DE LA RELACIN DE CAPACIDADES CALOIFICAS POR EL MTODO DE CLMENT Y DESORMESa. Arme el equipo mostrado en la figura 2 de forma que todas las uniones queden hermticamente cerradas.

b. Abra la llave A, permitiendo el paso del gas por el baln durante 5 minutos.c. Abra la llave C y cierre B, hasta tener un desnivel de 10cm en el manmetro de agua y lea la diferencia de alturas exacta y la temperatura.d. Abra rpidamente la llave B y cirrela en el momento en que ambas ramas del manmetro se crucen.e. Deje que se estabilice el liquido manomtrico y lea la nueva diferencia de alturas .f. Repita el proceso con diferencias de altura iniciales de 15, 20 y 25.

3. DIFUSIN GASEOSAa. Coloque en un extremo de un tubo de vidrio limpio y seco 2 o 3 gotas de NH4OH concentrado y al mismo tiempo en el otro extremo 2 o 3 gotas de HCl concentrado. Consulte con el profesor.b. Tape ambos extremos rpidamente con algodn y espere a que aparezca un aro blanco en el tubo, mida la distancia de este a los puntos en los que se coloco las gotas.

III. CLCULOS Y RESULTADOS:Densidad de Gasesa) Peso del capilar vaci y seco= 0.7416gb) Peso del capilar + C2H5OH = 0.7625gc) Peso del C2H5OH = 0.0209gd) Volumen del aire desplazado= Vi Vf = 42.45 22.25 = 20.2 ml.e) Correccin de la presin baromtrica:

f) Correccin del volumen del aire desplazado a condiciones normales (CN), 0C y 1 atm.

g) Determine la densidad del vapor a CN dividiendo, masa entre volumen

p= 0.0016g/ml 1.62 g/L.

h) Densidad terica (CN) BERCHELOT

Pc = 63 atm

IV. DISCUSIN DE RESULTADOS: Cabe resaltar que el clculo de las densidades de gases siempre se medirn con referencia de la temperatura y presin del ambiente. Al tener en nuestra mano estos clculos ser ms fcil la determinacin de las densidades tericamente. La densidad de Etanol no coincide con lo terico, debido al error experimental y la intervencin de las condiciones ambientales que existen. En la parte prctica o en la parte experimental este resultado no es cierto ya que hay ciertos errores que varan; por eso se determina presiones o temperaturas corregidas para agregarle a la parte terica para as obtener un resultado verdico Tericamente la densidad de una gas se puede obtener con ecuaciones determinadas, pero hay que tomar que cuenta que existe en la prctica diferentes factores que podran cambiar este resultado, adems el error de uno mismo; por eso es importante tener mucho cuidado en la realizacin de estos experimentos.

V. CONCLUSIONES: En la determinacin de la presin de vapor de los lquidos a temperaturas mayores que la ambiental, se tiene que a mayor temperatura tendremos una menor presin, esto significa que la presin de vapor es inversamente proporcional a la temperatura. Durante la puesta del equipo el aire que contiene el tubo de vaporizacin se expande (el tubo de desprendimiento en este momento no debe estar sumergido en la campana). Esto sucede hasta que la temperatura alcance un valor constante en todo el equipo y el aire de todo el tubo se encuentre a la misma temperatura. La temperatura ambiental no difiere de una temperatura incrementada con calor, mientras haya un tubo de escape del vapor de agua, todo esto con respecto a que el nivel de mercurio este en equilibrio. Podemos deducir que el oxgeno presente en el sistema influye a mantener el equilibrio del nivel del mercurio. Las condiciones ambientales (presin, temperatura y humedad) varan segn la altitud en la que nos encontramos. Al momento de realizar la prctica siempre ocurren errores que pueden cambiar nuestros resultados, por lo que es importante tener en cuenta todas las posibles fallas que se puedan presentar.RECOMENDACIONES: Tener limpio los frascos para evitar el menor nmero de impurezas. Nivelar los ms preciso posible el agua en la bureta con referencia a la pera. Anotar bien el peso del capilar. Luego de pesar el capilar contenido e introducir en el matraz abrir y cerrar rpidamente la llave f. Anotar bien el valor de la variacin de volumen del gas.

Hacer un uso correcto de los materiales y reactivos a utilizar. Poner mucha atencin a la realizacin del experimento.

VI. BIBLIOGRAFA

FARRINGTON Daniels - Fisicoqumica 4ta Edit. Edit. Compaa Editorial - Continental S.A. 1970 CASTELLAN Gilbert - Fisicoqumica 2da. Edit. Fondo Educativo Interamericano. Espaa 1972 K.C. Rolle - 2da. Edit. Edit. - Interamericana Mxico, 1984 MARRON Y PRUTON - Fundamentos de Fisicoqumica, Ediciones Limusa Mxico 1984. Castellan 1987: Fsico - Qumica Ed. Reserva Wiley Hiperoamericana II Edicin USA. Alejandro barba regalado (it al). Fsico-qumica: manual de laboratorio. 1 edicin. 2009. (SE). Huaraz- Ancash. Pp.10-15. Pgs. 186

VIII.APNDICE

colocacin de agua de cao hasta 2/3 de su volumenEquipo de Vctor Meyer para densidad de vapor

INSTALACIN DEL EQUIPO CON LA CANTIDAD DE AGUA REQUERIDA, Y NIVELADO.

LECTURA DEL NIVEL DE AGUA EN LA BURETA.LA EXPANSIN DEL ETANOL DENTRO DEL VASO CERRADO POR UN TAPN.AGUA LLEVADA A EBULLICIN DURANTE 10 MINUTOS.1