Guia No 3 Leyes de los gases-2018

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Facultad de Ciencias Naturales e Ingeniería 
Departamento de Ciencias Básicas 
Química General 
Guía de laboratorio No. 3 
 Leyes de los gases. 
 
 
Nombre. ________________________________ grupo: ________________ fecha: _________ 
 
1. OBJETIVOS. 
 
 Evidenciar de forma experimental, por medio de una práctica sencilla, el comportamiento 
de algunos gases frente a ciertas variables de estado. 
 
 Determinar algunas propiedades físicas de los gases a partir de datos experimentales y 
empleando las leyes de estado para los gases ideales. 
 
 
2. INTRODUCCIÓN. 
 
Un gas no tiene volumen ni forma fijas, se ajusta a la forma del recipiente que lo contiene debido a 
que se expande espontánea e indefinidamente. Los gases son altamente compresibles, cuando se 
aplica presión el volumen disminuye fácilmente. Los gases forman mezclan homogéneas sin 
importar las proporciones ni tipo de gas, debido a que sus moléculas están relativamente alejadas 
entre sí y las fuerzas de atracción entre éstas son muy bajas o nulas. 
 
Las mayoría de las sustancias químicas bajo condiciones normales son líquidas y sólidas, sin 
embargo, éstas también pueden existir en forma gaseosa, a estos gases se les denominan 
vapores, como ejemplo de esto se puede citar al vapor de agua. 
 
Entre las propiedades de los gases que son relativamente fáciles de medir están la presión, 
temperatura y volumen, así, muchos de los primeros estudios buscaban la relación de dichas 
propiedades. 
 
 PREINFORME 
 
3. TRABAJO DE CONSULTA Y PREPARACIÓN DE LAS ACTIVIDADES EXPERIMENTALES 
 
 ¿Qué es un gas? 
 ¿Qué es la presión?, ¿cómo se calcula?, ¿En qué unidades se expresa? 
 ¿Qué enuncia la ley de Boyle? 
 ¿Qué enuncia la ley de Charles-Gay-Lussac? 
 ¿Qué enuncia la ley de los volúmenes de combinación de Gay-Lussac? 
 ¿Qué enuncia la ley de Avogadro? 
 ¿Cuál es la ecuación general del gas ideal?,¿qué aplicaciones tiene? 
 ¿Qué enuncia la ley de las presiones parciales de Dalton? 
 ¿cómo se obtiene un gas sobre agua? 
 
Con base en la consulta realizada recuerde elaborar en una hoja anexa un mapa conceptual 
(MAPA DE CONCEPTOS) como actividad previa a la práctica de laboratorio, así mismo debe 
incluir al menos una referencia adicional utilizada para la consulta empleando las normas APA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4. BIBLIOGRAFÍA 
 Brown, T.L., Le May, H.E., Bursten, B.E. & Murphy, C.J. 2009. Química la Ciencia Central. 
Pearson-Prentice Hill, México. Capitulo 10. 
 Whitten, K.W., Davis, R.E., Peck, M.L. and Stanley, G.G. 2008. Química. Cengage 
Learning, México. Capitulo 12. 
 
5. MATERIALES Y REACTIVOS. (Material por bandeja/grupo de trabajo) 
 
Material Cantidad Reactivos Cantidad 
Jeringa nueva con embolo en 
caucho de 5 mL 
1 Metiletilcetona (MEC) 5 mL 
Papel parafilm 5 cm2 
Balón fondo plano de 125 mL 1 Ácido clorhídrico (HCl) concentrado 10 mL 
Pipeta graduada de 5 mL 2 Granallas de zinc (Zn) 0,5 g 
Pipeteador 1 
Vaso de precipitados de 500 mL 1 
Aro con nuez 1 
Pinza para balón 1 
Plancha de calentamiento 1 
Probeta de 100 mL 1 
Probeta de 250 mL 1 
Termómetro 1 
Tubo de ensayo con 
desprendimiento lateral, tapón y 
manguera ajustada 
1 
Bandeja plástica profunda 1 
15 cm de cuerda 1 
Pesas cilíndricas con gancho para 
colgar 
Varias de 
diferente 
peso 
 
Vidrio de reloj 1 
Espátula 1 
Banda elástica de caucho 1 
Papel aluminio 10 cm2 
 
 6. FICHAS SE SEGURIDAD 
 
INFORMACIÓN GENERAL DEL COMPUESTO 
Nombre: Ácido clorhídrico 
 PICTOGRAMAS DE SEGURIDAD 
Fórmula Química: 
Peso molecular: 
No. CAS: 
No. UN: 
Frases R: 
Frases S: 
PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS 
Estado físico: 
Color: 
Densidad: 
Solubilidad 
 
Punto de fusión: 
Punto de ebullición: 
Punto de ignición: 
RIESGOS: 
 
 
rojo 
azul amarillo 
blanco 
 
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PRECAUCIONES: 
 
 
 
PROTECCIÓN PERSONAL: 
 
 
MANEJO DE EMERGENCIAS: 
 
 
 
MANEJO DE RESIDUOS: 
 
 
 
 
INFORMACIÓN GENERAL DEL COMPUESTO 
Nombre: Metiletilcetona 
 PICTOGRAMAS DE SEGURIDAD 
Fórmula Química: 
Peso molecular: 
No. CAS: 
No. UN: 
Frases R: 
Frases S: 
PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS 
Estado físico: 
Color: 
Densidad: 
Solubilidad 
 
Punto de fusión: 
Punto de ebullición: 
Punto de ignición: 
RIESGOS: 
 
 
 
PRECAUCIONES: 
 
 
 
PROTECCIÓN PERSONAL: 
 
 
MANEJO DE EMERGENCIAS: 
 
 
 
MANEJO DE RESIDUOS: 
 
 
 
 
rojo 
azul amarillo 
blanco 
 
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 Leyes de los gases. 
 
 
 
 
 
 
 
INFORMACIÓN GENERAL DEL COMPUESTO 
Nombre: Granallas de zinc 
 PICTOGRAMAS DE SEGURIDAD 
Fórmula Química: 
Peso molecular: 
No. CAS: 
No. UN: 
Frases R: 
Frases S: 
PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS 
Estado físico: 
Color: 
Densidad: 
Solubilidad 
 
Punto de fusión: 
Punto de ebullición: 
Punto de ignición: 
RIESGOS: 
 
 
 
PRECAUCIONES: 
 
 
 
PROTECCIÓN PERSONAL: 
 
 
MANEJO DE EMERGENCIAS: 
 
 
 
MANEJO DE RESIDUOS: 
 
 
 
 
7. DESARROLLO EXPERIMENTA 
 
Recuerde que para cada uno de los procedimientos presentados a continuación debe realizar el 
diagrama de flujo y redactar los resultado que espera obtener en el laboratorio, como parte del 
preinforme. 
 
 
7.1 Efecto de la presión sobre el volumen de un gas. 
 
Al interior de la jeringa deje un volumen de aire inicial, aproximadamente de 1.0 mL, luego tape la 
punta con plastilina, cinta o parafilm. Coloque, una a una y de forma independiente, las pesas 
sobre la cuerda que está unida al embolo (ver diagrama). Anote el nuevo volumen en la escala de 
la jeringa para cada una de las pesas usadas. 
 
rojo 
azul amarillo 
blanco 
 
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Para realizar los cálculos correspondientes necesitará el peso de cada una de las pesas utilizadas 
y el diámetro interno de la jeringa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Resultado esperado: ______________________________________________________________ 
_______________________________________________________________________________ 
_______________________________________________________________________________ 
_______________________________________________________________________________ 
 
Diagrama de flujo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Jeringa 
Punta jeringa 
tapada 
Embolo 
Cuerda 
Pesas 
 
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Tabla de Datos: 
 
 Tabla 1. Medida de las masas en gramos de cada una de las pesas utilizadas 
 
Pesa Masa (g) 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
 
 
 
 Tabla 2. Datos experimentales. 
 
 Volumen inicial de aire en la jeringa: ____________ 
 
Pesa Masa total (g) 
Volumen final de la 
jeringa (mL) 
1 
1,2 
1,2,3 
1,2,3,4 
1,2,3,4,5 
1,2,3,4,5,6 
 
Diámetro interno de la jeringa:______________ 
 
 
7.2 Cálculo de las moles de un gas recogido sobre agua. 
 
Se realizará la siguiente reacción química: 2 HCl (ac) + Zn (s)  H2 (g) + ZnCl2 (ac) 
 
Se desprende un gas (H2) que se recoge sobre agua como se muestra en la siguiente figura: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
P atm 
h 
Baño de 
agua 
Probeta 
Tubo de 
ensayo 
 
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Haga el montaje experimental presentado en la figura y realice el siguiente procedimiento; pese en 
un vidrio de reloj aproximadamente 0.1g de zinc y en el tubo de ensayo adicione 5 mL de HCl 
concentrado. Tenga listo el montaje y adicione cuidadosamente el zinc al tubo de ensayo, tape 
rápidamente y recolecte el hidrógeno producido en el interior de la probeta. Para realizar los 
correspondientes cálculos mida el volumen de gas recolectado y la altura de agua dentro de la 
probeta. 
 
Resultado esperado: ______________________________________________________________ 
_______________________________________________________________________________ 
_______________________________________________________________________________ 
_______________________________________________________________________________ 
 
Diagrama de flujo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla 3. Datos experimentales de recolección de gases sobre agua. 
 
 Temperatura: _______________ 
 
Ensayo Masa de zinc (g) Volumen de gas (L) 
Altura de la columna de 
agua (mm) 
1 
2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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7.3 Peso molecular de un líquido volátil (metiletilcetona - MEC) 
 
(Para esta práctica utilice mascarilla de seguridad con carbón activado) 
 
Tome un balón de 125 mL limpio y seco, tápele la boca con papel aluminio ajustando éste con una 
banda de caucho, asegúrese que el papel aluminio sobrante sea poco. Abra un agujero con un 
alfiler en el papel y pese todo en balanza analítica. Destape el balón y agregue 4 mL de 
metiletilcetona (MEC), tape de nuevo y coloque el balón en un vaso de 500 mL que contiene agua 
caliente a ebullición, mantenga el vaso dentro del balón durante 30 a 45 minutos y observe lo que 
sucede durante el calentamiento. Determine la temperatura del agua en ebullición y la presión 
atmosférica. Retire el balón, déjelo enfriar y péselo. 
 
Para hallar el volumen total del balón utilizado, llene completamente el balón con agua destilada y 
halle su volumen empleando una probeta. 
 
 
Resultado esperado: ______________________________________________________________ 
_______________________________________________________________________________ 
_______________________________________________________________________________ 
_______________________________________________________________________________ 
 
Diagrama de flujo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla 4. Datos experimentales para determinar el peso molecular de un líquido volátil. 
 
Ensayo 
Masa de balón 
vacio (g) 
Masa final del 
balón (g) 
Volumen del 
balón (L) 
Temperatura baño de 
agua (K) 
1 
 
Presión atmosférica: ________________ 
 
 
 
 
 
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INFORME DE LABORATORIO 
 
Presente los datos obtenidos en la práctica empleando tablas y gráficos, adicional a esto, cite las 
observaciones conseguidas. Realice los cálculos correspondientes para cada uno de los 
experimentos realizados, analice los resultados obtenidos y discuta en torno a éstos. De ser 
necesario y posible compare sus resultados con los reportados en la literatura para experimentos 
iguales o similares. 
 
Redacte las conclusiones teniendo en cuenta la discusión de resultados de la práctica. Enuncie la 
bibliografía utilizada como apoyo para la elaboración de la discusión de los resultados y 
conclusiones. 
 
- Experimento sobre el efecto de la presión sobre el volumen de un gas: Diseñe la tabla de 
datos de volumen del gas al interior de la jeringa y presión la correspondiente presión, 
luego haga la gráfica de V vs P y V vs 1/P (Ley de Boyle). 
 
- Cálculo de las moles de un gas recogido sobre agua: compare las moles de hidrógeno 
recogidas sobre agua con la cantidad teórica calculada con la siguiente ecuación. 
 
masa zinc (g) = moles de H2 teóricas 
 65,39 
 
 
- Peso molecular de metiletilcetona (MEC – butanona): calcule el peso molecular 
experimental del líquido volátil y compárelo con su valor real. 
 
 
ANEXO 
 
Tenga en cuenta la siguiente información en el momento de hacer los cálculos, análisis y 
discusión: 
 
Efecto de la presión sobre el volumen de un gas: 
 
Realice una gráfica en papel milimetrado de volumen frente a presión (V vs P) y de V vs 1/P, para 
esto calcule la presión del gas al interior de la jeringa con cada desplazamiento generado por cada 
una de las pesas. Tenga en cuenta que el volumen inicial dentro de la jeringa (aprox 1.0 cm3) tiene 
la presión atmosférica, a medida que se van colocando las “pesas” el embolo se desplaza hasta 
que queda en equilibrio nuevamente con la presión atmosférica (ver diagrama) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Base superior del émbolo 
Fuerza debido al gas en 
el interior de la jeringa 
Fuerza debido a las 
masas que cuelgan 
Fuerza de la atmósfera 
 
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De tal forma que: 
 
Fuerza de la atmósfera = Fuerza del gas + Fuerza de la masa que cuelga 
 
 
Entonces: 
 
Patm * A = Pgas * A + m(kg)*9,8 (m/s2) 
 
Patm = Pgas + [(masa(kg)* 9,8 m/s2) / A(m2)] 
 
Entonces: 
 
Pgas = Patm - masa(kg) * 9,8 (m/s2) 
 A (m2) 
 
El área donde se ejerce la presión es la del embolo, así que calcúlela teniendo en cuenta el 
diámetro interno de la jeringa. 
 
- Las unidades de presión estarán inicialmente en pascales y luego se podrán pasar a 
mmHg o atmosferas según la conveniencia. 
 
- Observe la gráfica y discuta. 
 
 
Cálculo de la cantidad de moles de un gas recogido sobre agua: 
 
Calcule las moles de gas recogidos sobre agua teniendo en cuenta lo siguiente: 
 
n = Pg*V 
 R*T 
 
Donde n es el número de moles del gas 
T temperatura a la cual está la sustancia gaseosa (temperatura baño de agua) 
Pg presión de la sustancia gaseosa al interior de la probeta 
 V volumen de la sustancia gaseosa 
 R constante universal de los gases 
 
 Pg = Patm – Pv-agua - Ph 
 
Donde: 
 
 
 
 
 
 
 
 1 atmósfera = 760 mmHg = 10366 mm H2O 
 
 
Pg= presión del gas. 
Pv-agua = presión debido al vapor de agua a la temperatura de la misma. 
Ph= presión debido a la columna de agua al interior de la probeta. 
Patm = presión atmosférica 
 
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Peso molecular de un líquido volátil: 
 
Con los datos obtenidos en esta práctica, ¿cómo calcularía usted el peso molecular de la sustancia 
problema? (ver ejercicio 10.51 y 10.52 del libro guía). 
 
𝑀 =
𝑚 ∗ 𝑅 ∗ 𝑇
𝑉 ∗ 𝑃
 
 
M= peso molecular 
m = masa del gas o vapor (g) 
R = constante universal de los gases 
T= temperatura absoluta (K) 
V= volumen que ocupa el gas o vapor (L) 
P = presión que ejerce el gas o el vapor (atm)