GASES

UNMSMFACULTAD DE INGENIERA INDUSTRIALESCUELA DE INGENIERA INDUSTRIALLaboratorio De F.Q.BGASES

Profesor: PANTOJA CADILLO

Alumno:

FERNANDEZ PEREZ, MICHELL 13170020

Turno:MARTES 11-2 PM

NDICEI.INTRODUCCION2

i.Objetivo:2

ii.Proceso Experimental2 Materiales2 iii.Conclusion9

II.OBJETIVO10

III.FUNDAMENTOS TEORICOS11

IV.CLCULOS Y RESULTADOS:13

V.CONCLUSION23

VI.APENDICE24

VII.CUESTIONARIO25

I. INTRODUCCIONEl objetivo de la prctica es estudiar las principales propiedades de los gases reales, analizando para este propsito: la capacidad calorfica y la densidad de los gases; mediante los mtodos de Clment y Desormes y, de Vctor Meyer, respectivamente.Las condiciones de laboratorio para la prctica realizada fue una presin de 756 mmHg, 24 y 95 % HR.El presente informe lleva el nombre de Gases; ya que se dar un especial enfoque a las propiedades de los gases , tales como la capacidad calorfica (as como se mostr en la segunda parte del experimento en donde se utiliz el Mtodo de Clment y Desormes), la densidad (aplicada en la primera parte y donde se aplic el Mtodo de Vctor Meyer), adems se aprender a calcular trminos como la densidad terica de un gas ,cmo llenar una pequea ampolla con cloroformo (sustancia de alta volatilidad) teniendo en cuenta los principios de los gases , as como tambin calcular el (Presin baromtrica corregida) partiendo de los datos de la presin baromtrica del laboratorio, la presin del vapor de agua a temperatura ambiente y el porcentaje de la humedad relativa (.

PROCEDIMIENTO Y MATERIALESi. MATERIALES:a) InstrumentosEQUIPO DE VICTOR MEYERREGLA

BULBOS PEQUEOSVASOS DE 50ml, 200ml, 600 ml.

PIPETAS

LUNA RELOJ

MECHEROTERMOMETRO

PINZAEQUIPO DE CLEMENT Y DESORMES

b) ReactivosCLOROFORMOAGUA DE CAO

ii. PROCEDIMIENTO

a) DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE GASES POR EL METODO DE VICTOR MEYER1. Instale el equipo como se muestra en la fig. 1.

b) RELACION DE CAPACIDADES CALORIFICAS POR EL METODO DE CLEMENT Y DESORMES

1. Arme el equipo mostrado, de modo que todas las uniones queden hermticamente cerradas.

5. llenamos el picnmetro con agua destilada y volvemos a pesar. (P)

Se puede concluir que en la realizacin de este experimento comprobamos o bien, encontramos las densidades y el volumen de un gas, cuando este se desprende de una reaccin; cabe sealar que es importante conocer las diferentes maneras de encontrarlos tantos los valores tericos como los valores experimentales.Es recomendable que al realizar el experimento sobre capacidades se pudo hallar las capacidades calorficas mediante el mtodo de Clment y Desormes; sera recomendable que todas las uniones del equipo de trabajo estn hermticamente cerradas; as no se permitira fugas de aire y nuestros resultados experimentales tendran un porcentaje error mnimo.

II. OBJETIVOS

Estudiar las principales propiedades de los gases, tales como capacidad calorfica, y densidad.

III. FUNDAMENTOS TEORICOS

GASES:Estado de la materia en el cual las fuerzas interatmicas o intermoleculares entre los distintos tomos o molculas de una sustancia son tan pequeos que la sustancia no adopta ni forma ni volumen fijo, tendiendo a expandirse todo lo posible para ocupar todo el volumen recipiente que lo contiene.Propiedades generales de los gases. Pequea densidad debida a que en virtud de la ausencia de cohesin entre sus molculas estas se hallan muy alejadas unas de otras existiendo por ello muy poca masa en la unidad de volumen. Son perfectamente homogneos e istropos, es decir, tienen las mismas propiedades en todos sus puntos como consecuencia de la libertad de sus molculas en todas las direcciones. Tienden a ocupar el mximo volumen (expansibilidad) adoptan la forma y el volumen del recipiente que los contiene. Son muy compresibles debido a la ausencia de fuerzas de repulsin entre sus molculas. Se mezclan completamente y de manera uniforme cuando estn en el mismo recipiente. Pequea viscosidad aunque no nula ya que las acciones mutuas entre molculas no son totalmente despreciablesGASES IDEALES:Es un gas hipottico, en que el volumen ocupado por las molculas es despreciable en comparacin con el volumen total ocupado por toda la masa gaseosa y la fuerza de atraccin molecular es despreciable. Para definir un patrn de gas que sirva para establecer reglas de comportamiento se crea el concepto de gas ideal, este gas ideal cumple las condiciones siguientes: Ocupa el volumen del recipiente que lo contiene. Est formado por molculas. Estas molculas se mueven individualmente y al azar en todas direcciones a distancias considerablemente mayores que el tamao de la molcula. La interaccin entre las molculas se reduce solo a su choque. Los choques entre las molculas son completamente elsticos (no hay prdidas de energa). Los choque son instantneos (el tiempo durante el choque es cero).

LEY DE BOYLE-MARIOTTE:Esta ley nos permite relacionarlapresiny elvolumende un gas cuando la temperatura es constante.La ley de Boyle (conocida tambin como de Boyle y Mariotte) establece que lapresinde un gas en un recipiente cerradoes inversamente proporcional al volumendel recipiente, cuando latemperatura es constante.Lo cual significa que:El volumen de un gas es inversamente proporcional a la presin que se le aplica:En otras palabras: Si la presin aumenta, el volumen disminuye. Si la presin disminuye, el volumen aumenta.Esto nos conduce a que, si la cantidad de gas y la temperatura permanecen constantes, elproducto de la presin por el volumen siempre tiene el mismo valor.Matemticamente esto es:

Lo cual significa que el producto de la presin por el volumen es constante.

LEY DE CHARLES:Mediante esta ley relacionamos latemperaturay elvolumende un gas cuando mantenemos lapresin constante.Textualmente se afirma que: El volumen de un gas es directamente proporcional a la temperatura del gas.En otras palabras: Si aumenta la temperatura aplicada al gas, el volumen del gas aumenta. Si disminuye la temperatura aplicada al gas, el volumen del gas disminuye.Como lo descubri Charles, si la cantidad de gas y la presin permanecen constantes, el cociente entre el volumen (V) y la temperatura (T) siempre tiene el mismo valor (K) (es constante).Matemticamente esto se expresa en la frmula

Lo cual significa que el cociente entre el volumen y la temperatura es constante.

LEY DE GAY- LUSSAC:Esta ley establece la relacin entre lapresin (P)y latemperatura (T)de un gas cuando el volumen (V) se mantiene constante, y dice textualmente:La presin del gas es directamente proporcional a su temperatura.Esto significa que: Si aumentamos la temperatura, aumentar la presin. Si disminuimos la temperatura, disminuir la presin. Si lo llevamos al plano matemtico, esto queda demostrado con la siguiente ecuacin:

La cual nos indica que el cociente entre la presin y la temperatura siempre tiene el mismo valor; es decir, es constante.Llevemos esto a la prctica y supongamos que tenemos un gas, cuyo volumen (V) no vara, a una presin P1y a una temperatura T1. Para experimentar, variamos la temperatura hasta un nuevo valor T2, entonces la presin cambiar a P2, y tendr que cumplirse la siguiente ecuacin:

Que es la misma Ley de Gay-Lussac expresada de otra forma.Debemos recordar, adems, que esta ley, al igual que la de Charles, est expresada en funcin de la temperatura absoluta, y tal como en la Ley de Charles, las temperaturas han de expresarse en grados Kelvin.

GASES REALES:Es un gas en que el volumen ocupado por las molculas y las fuerzas de atraccin intermolecular es apreciables y su magnitud depende de la naturaleza, temperatura y presin del gas. Sin embargo un gas real puede comportarse como un gas ideal a bajas presiones y temperaturas relativamente altas, condiciones a las cuales el espacio libre en el interior del gas es grande y las fuerzas de atraccin entre las molculas es muy pequeo.

CAPACIDAD CALORIFICA DE LOS GASES:Lacapacidad calorficase puede expresar comola cantidad de calor requerida para elevar en 1C, la temperatura de una determinada cantidad de sustancia.Cuanto mayor sea la capacidad calorfica de una sustancia, mayor ser la cantidad de calor entregada a ella para subir su temperatura.Por ejemplo, no es lo mismo calentar el agua de un vaso que el agua de toda una piscina: requerimos mayor calor para calentar el agua de toda una piscina puesto que su capacidad calorfica es mucho mayor.La capacidad calorfica (C)(propiedad extensiva), se expresa como "calor" sobre "grados centgrados" y, por tanto, tiene las siguientes unidades:

Capacidad Calorfica de los gases:Para los gases ideales, si se determina lacapacidad calorfica molarpara un mismo gasa: volumen constantese denomina CV presin constantese denomina CPLa relacin existente entre ellas est determinada por la expresin siguiente:

Donde: Res la constante de los gases ideales expresada en unidades de energaR=8,314J/mol-KR=1,989cal/mol-KLa capacidad calorfica de los gases ideales vara, si se trata de gases monoatmicos, diatmicos y triatmicos.En la tabla siguiente se muestran los valores decapacidad calorficaa volumen constante(CV)y a presin constante(CP)para gases ideales monoatmicos, diatmicos y triatmicos.

Si el sistemainvolucra a los gases ideales podemos expresar elcalor a presin constante(qP),como:

Recuerden que el calor a presin contante, se conoce como Entalpa (H)

IV.-CALCULOS Y RESULTADOS

TABLAS Y CALCULOSTABLASTabla N 1: Condiciones de laboratorioTemperatura (C)22

Humedad relativa (%)98

Presin baromtrica (mmHg)756

Tabla N 2: Datos adicionalesTemperatura critica (K)536.2

Presin critica (mmHg)41192

Presin de vapor (mmHg)21.07

Tabla N 3: Pesos de instrumentosPeso de la luna de reloj (g)20.030

Peso de la ampolla (g)0.6407

Peso de la luna de reloj + ampolla + cloroformo (g)20.6707

DENSIDAD DE GASESa) Corrigiendo la presin baromtrica.

b) Corrigiendo el valor de R.

c) Calculando la densidad terica

d) Calculando la densidad experimental.

e) Calculando el % de error.

RELACION DE CAPACIDADES CALORIFICAS

a) Determinando la relacin de capacidad calorfica para cada altura inicial.Experimento 1

Experimento 2

Experimento 3

Experimento 4

b) Determinando promedio.

c) A partir del valor promedio de calcular los y experimentales.

d) Calculando el % de error.

V.- CONCLUSIONES DENSIDAD DE GASES

1) Se pudo determinar la presin baromtrica corregida (Pb), el cual nos indic que Pb=755.998 mmhg.

2) Mediante la ecuacin de berthelot se pudo corregir la desviacin de idealidad de la constante R. Obteniendo una constante corregida(R):

3) 3- Haciendo uso de estos 2 datos corregidos obtenidos y algunos valores conocidos(M=119.36,Tpera=300 se puede determinar el valor de la densidad experimental del cloroformo(CHCL3):

Obteniendo Pexp=5.6188g/L

4) 4-Al realizar el experimento obtuve el volumen desplazado (Terico=17.6 ml=0.0176L), este dato lo usamos para calcular la densidad experimental (Pt=M/Vt), obteniendo una densidad terica igual a 6.4318.

5) 5-Para comparar que tan exacto es el valor experimental calculado con respecto al valor terico, calculamos el porcentaje de error de nuestro experimento hallando :

Esto nos indica que la desviacin de nuestro resultado experimental es de 14.46% con respecto al valor teorico del gas

VII.- CUESTIONARIO

Pregunta 1-En qu consiste el mtodo de Regnault para la determinacin de los pesos moleculares de las sustancias gaseosas?

Este mtodo se usa para determinar los pesos moleculares de las sustancias gaseosas a la temperatura ambiente y se realiza as: Un matraz de vidrio de unos 300a 500 c.c. decapacidad, provisto de llave, se evaca y pesa, llenndolo a continuacin con el gas cuyo peso molecular se busca a una temperatura y presin, procediendo a pesarlo de nuevo. La diferencia de pesosrepresenta el del gas W en el matraz cuyo volumen se determina llenndolo y pesndolo con agua o mercurio, cuyas densidades se conocen. Con los datos as obtenidos, se deduce el peso molecular buscado mediante la ecuacin M=DRT/P en un trabajo preciso se usa unbulbo ms grande para llenarlo y otro decontrapeso, y secorrigen las mediciones reducindolas al vaco.

Pregunta 2-Explicar las diferencias y semejanzas que existen entre las isotermas de un gas real y la de un gas ideal.La ecuacin de estado de un gas ideal est basada en la hiptesis de que las interacciones entre las molculas de un gas a densidad muy baja son despreciables. Adems, en estas condiciones, las molculas que constituyen el gas se consideran partculas puntuales. En el modelo de gas ideal,las sustancias siempre se encuentran en estado gaseoso.Sin embargo, el comportamiento de una sustancia real es mucho ms complejo. sta puede experimentar lo que se denomina un cambio de fase ocambio de estado.Cuando a una sustancia se le suministra o extrae una cierta cantidad decalor, a nivel microscpico las interacciones entre sus molculas cambian y, dependiendo de su estado termodinmico, puede encontrarse en estadoslido,lquidoovapor, o en una combinacin de estos estados.Lasisotermas de un gas realtienen una forma ms compleja que las isotermas de un gas ideal (hiprbolas), ya que deben dar cuenta de los cambios de fase que puede experimentar.

Pregunta 3-Explicar el efecto de la altura en un campo gravitacional sobre la presin de los gases.La relacin entre la altura en un campo gravitacional y la presin de los gases radica que mientras ms cerca al campo se encuentren los gases, estos sern atrados con ms fuerza, lo que har que interaccionen y se comiencen a compactar haciendo que la presin aumente, pero mientras ms lejos de la superficie estn dichos gases sern ms libres de distribuirse por lo que la presin disminuir

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