Logo Studenta

prac 1 quimica

¡Este material tiene más páginas!

Vista previa del material en texto

1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
El alumno demostrará con los datos obtenidos en el laboratorio las 
Leyes de Boyle, Charles-Gay Lussac y la Ley Combinada del estado gaseoso. 
 1 vaso de Precipitados de 250 mL. 
 2 pesas de Plomo. 
 1 Mechero 
 1 Anillo. 
 1 Pinzas para vaso de precipitados 
 1 Jeringa de plástico graduada de 10 Ml herméticamente cerrada. 
 1 Termómetro 
 
Solo se ocupó el H20. 
 
3 
 
La ley de Boyle fue descubierta por Robert Boyle en el siglo XVII, y fue la ley que 
estableció las bases para poder explicar la relación que existe entre la presión y 
el volumen que existe en un gas. Por medio de una serie de experimentos, logró 
demostrar que, si había una temperatura constante, un gas al ser sometido a más 
presión reduce su volumen, mientras que si la presión decrece el 
volumen aumenta. 
Cuando el volumen del recipiente que contiene el gas aumenta, la distancia que las 
partículas tienen que pasar antes de colisionar contra las paredes del recipiente 
también aumentan. Este aumento de distancia hace que los choques sean menos 
frecuentes, y por lo tanto la presión en las paredes sea inferior a la ejercida 
anteriormente cuando el volumen era inferior. 
La ley de Boyle puede ser expresada de forma matemática de la siguiente 
manera: 
 
 P es presión 
 V es Volumen 
 k es una constante que nos indica cuando la temperatura y masa son 
constantes. 
Esta fórmula también puede ser utilizada para poder determinar el cambio de 
presión o temperatura durante una transformación isotérmica de la siguiente 
manera: 
 
Existen diversas maneras de verificar el cumplimiento de la Ley de Boyle. En este 
experimento se comprobará que, para una cantidad determinada de gas, la presión 
es inversamente proporcional al volumen. 
4 
 
 
La ley de Gay-Lussac es una de las leyes de los gases que relaciona la presión de 
un gas con la temperatura a volumen constante. En su enunciado, esta ley establece 
que el volumen de una cantidad de gas aumenta o disminuye proporcionalmente a 
su temperatura si el volumen se mantiene constante (proceso isocórico). 
La ecuación o fórmula matemática que nos explica la ley de Gay-Lussac se 
escribe de la siguiente forma: 
 P1 = Presión Inicial 
 T1 = Temperatura Inicial 
 P2 = Presión Final 
 T2 = Temperatura Final 
 
Esta ley permite estudiar el comportamiento de los gases y es estudiada 
habitualmente en física y química. Relaciona la presión de gas con la temperatura, 
mientras se mantienen constantes a otros parámetros como el volumen y la cantidad 
de sustancias. 
Existen diversas maneras de verificar el cumplimiento de la Ley de Gay-Lussac. En 
este experimento se comprobará que, para una cantidad determinada de gas, la 
presión es directamente proporcional a la temperatura. 
La importancia de esta ley de los gases es que muestra que, al aumentar la 
temperatura de un gas, su presión aumenta proporcionalmente (suponiendo que el 
volumen no cambia). De manera similar, la disminución de la temperatura hace que 
la presión caiga proporcionalmente. 
 
 
 
 
 
https://energia-nuclear.net/fisica/leyes-de-los-gases
https://energia-nuclear.net/fisica/presion
5 
 
 
La ley combinada de los gases o ley general de los gases es una ley de los gases 
que combina la ley de Boyle, la ley de Charles y la ley de Gay-Lussac. 
Estas leyes matemáticamente se refieren a cada una de las variables 
termodinámicas con relación a otra mientras todo lo demás se mantiene constante. 
La ley de Charles establece que el volumen y la temperatura son directamente 
proporcionales entre sí, siempre y cuando la presión se mantenga constante. 
La ley de Boyle afirma que la presión y el volumen son inversamente proporcionales 
entre sí a temperatura constante. Finalmente, la ley de Gay-Lussac introduce una 
proporcionalidad directa entre la temperatura y la presión, siempre y cuando se 
encuentre a un volumen constante. La interdependencia de estas variables se 
muestra en la ley de los gases combinados, que establece claramente que: 
 
La relación entre el producto presión-volumen y la temperatura de un sistema 
permanece constante. 
 
donde: 
o P es la presión 
o V es el volumen 
o T es la temperatura absoluta (en kelvins) 
o K es una constante (con unidades de energía dividido por la temperatura) 
que dependerá de la cantidad de gas considerado. 
Otra forma de expresarlo es la siguiente: 
 
donde presión, volumen y temperatura se han medido en dos instantes distintos 1 y 
2 para un mismo sistema. 
 
 
6 
 
 
Monte la jeringa como se indica en las figuras. Presione ligeramente el embolo, este 
regresará a un volumen inicial V0 correspondiente a una presión inicial P0. 
 
Pusimos arriba el émbolo la pesa más pequeña y con precaución presionamos 
ligeramente; el embolo regresara a su V1, correspondiente a una presión P1. 
 
Quitamos la pesa pequeña y pusimos la más grande, presionamos ligeramente y 
anote V2 para una P2 
 
Por último, con precaución pusimos las 2 pesas y anote V3 para una presión P3 
. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Montamos la jeringa como se indica en la figura 2, procurando que el nivel del 
agua este arriba del volumen de aire de la jeringa. 
Presionamos ligeramente y tomamos el volumen V0 correspondiente a una 
temperatura T0 que será la temperatura ambiente del agua para una presión P0 
constante. 
Calentamos y agitamos constantemente hasta 40 °C, presionamos ligeramente y 
anotamos el volumen V1 correspondiente a una T1 
Continuamos calentando, agitando y anotando los volúmenes a temperatura de 60 
°C, 80 °C y temperatura de ebullición. 
 
 
7 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Se inicia de igual forma que la segunda parte. 
Calentamos, agitamos hasta 40 °C y pusimos la pesa chica, oprimimos 
ligeramente y tomamos el volumen V1 correspondiente a la temperatura T1 y la 
presión P1. 
Continuamos calentando hasta 60 °C y pusimos la pesa grande, tomamos el 
volumen V2 a la temperatura T2 y la presión P2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
P (Dina/cm²) V(cm³) PV(Erg) 
P⁰= 77973.5883 
Dina/cm² 
V⁰= 10,000 cm³ PV⁰= 7,805,277,773 Erg 
P¹= 77996.2137 
Dina/cm² 
V¹= 9,500cm³ PV¹= 740,749,038.5 Erg 
P²= 78030.1518 
Dina/cm² 
V²= 9,000 cm³ 
 
PV²= 701,965,923.3 Erg 
 
P³= 78052.7773 
Dina/cm² 
V³= 8,000 cm³ PV³= 624,241,214.4 Erg 
 
T(°C) T(°K) V(cm³) V/T (cm³/°K) 
Tamb°C 273°K 10 000 cm³ 36.63 cm³/°K 
40°C 313°K 11 000 cm³ 35.1437 cm³/°K 
60°C 333°K 11 000 cm³ 33.0330 cm³/°K 
80°C 353°K 11 000 cm³ 31.1614 cm³/°K 
100°C 373°K 12 000 cm³ 32.1715 cm³/°K 
T(°C) T(°K) V(cm³) P (Dina/cm²) PV/T(Erg/°K) 
40°C 313 °K 10 000 cm³ 413685.534 
Dina/cm² 
13216.79022 
Erg/°K 
60°C 333 °K 11 000 cm³ 1034213.835 
Dina/cm² 
34163.21977 
Erg/°K 
2.- Con los datos obtenidos de la primera y segunda parte, construya las gráficas 
de V-P y T-V, indicando el nombre de cada una de ellas. 
3.- De la primera parte, analizando la gráfica, si el gas se expande, su presión tendrá 
que: __disminuir__. 
4.- De la segunda parte, analizando la gráfica, para que un gas se expanda, su 
temperatura tendrá que: __aumentar__. 
5.- Analizando las tablas de resultados, los valores de PV, V/T Y PV/T, ¿Por qué no 
son constantes? 
Porque sus datos tampoco son constantes, por ejemplo, en la primera parte se dice 
que el gas se expande esto quiere decir que disminuye su presión, en cambio en la 
9 
 
segunda parte la temperatura aumenta al expandirse el gas, esto es porque en la 
primera parte es constante su temperatura sin embargo en la segunda parte la 
presión es constante. En cambio, en la última parte tanto el volumen-presión-
temperatura son constantes. 
 
 
 
 
77960
77970
77980
77990
78000
78010
78020
78030
78040
78050
78060
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
Valores Y
9500
10000
10500
11000
11500
12000
12500
0 50 100 150 200 250 300 350 400
ValoresY
10 
 
Para obtener los cálculos se realizó lo siguiente: 
Calcular la Po (Po = Patm + Pembolo) 
•Se calculan las dinas/cm² de los 585 mmHg: 
 
585 mmHg | 1.013x10⁶ dinas/cm² / 1 mmHg = 779743.4211 dinas/cm² 
 
•Se calcula el Pembolo ( Pembolo = (Membolo)(g) / A 
 
Pembolo = (8g)(9.81m/s²) / 2.6015 cm² = 30.1672 g•m/s² / cm² 
 
•Se realiza la operación inicial: 
 
Po= Patm + Pembolo = 779743.4211 + 30.1672 = 77973.5883 dinas/cm². 
 
Calcular las Presiones 
(Por = mi•g/A) 
P1 = (6g)(9.81m/s²) / 2.6015 cm² = 22.6254 
Pi = Po + Pi 
P1 = 77973.5883 + 22.6254 
P1 = 77996.2137 dinas/cm² 
 
P2 = (15g)(9.81) / 2.6015 = 56.5635 
P2 = 77973.5883 + 56.5635 
P2 = 78030.1518 dinas/cm² 
 
P3 = (21g)(9.81) / 2.6015 = 79.1890 
P3 = 77973.5883 + 79.1890 
P2 = 78052.7773 dinas/cm² 
 
Calcular los Volúmenes 
Vo = 9.5 L | 1000cm³ / 1L| = 9500 cm³ 
V1 = 9 L | 1000cm³ / 1L| = 9000cm³ 
V2 = 8 L | 1000cm³ / 1L| = 8000cm³ 
V3 = 10L | 1000cm³ / 1L| = 10000cm³ 
 
Calcular la PV 
PoVo = (77973.5883dinas/cm²)(9500cm³) = 740749038.5 dina•cm 
P1V1 = (77996.2137 dinas/cm²)(9000cm³) = 701965923.3 dina•cm 
P2V2 = (78030.1518 dinas/cm²)(8000cm³) = 624241214.4 dina•cm 
P3V3 = (78052.7773 dinas/cm²)(10000cm³) = 780527773 dina•cm 
11 
 
 
Segunda Tabla. 
Calcular la T de °C a °K 
To = 0 °C + 273 = 273 °K 
T1 = 40 °C + 273 = 313 °K 
T2 = 60 °C + 273 = 333 °K 
T3 = 80 °C + 273 = 353 °K 
T4 = 100 °C + 273 = 373 °K 
 
Colocar el volumen 
Vo = 10 cm² 
V1= 11cm² 
V2= 11cm² 
V3= 11cm² 
V4= 12cm² 
 
Calcular el V/T 
Vo/To = 10 cm²/ 273 °K = 0.0366 cm²/°K 
V1/T1= 11cm²/313 °K = 0.0351 cm²/°K 
V2/T2= 11cm²/333 °K = 0.0330 cm²/°K 
V3/T3= 11cm²/353 °K = 0.0311 cm²/°K 
V4/T4= 12cm²/373 °K = 0.0321 cm²/°K 
 
Tercera tabla 
Se llenan los espacios de Temperatura en °C y °K, Volumen (cm³), Presión 
(Dina/cm²) y debemos de calcular la PV/T 
 
P1V1/T1 = (77996.2137 dinas/cm²) (9000cm³)/11cm² = 13216.79022 ergios 
P2V2/T2 = (78030.1518 dinas/cm²) (8000cm³)/ 11cm² = 34163.21977 ergios 
12 
 
En el experimento observe que mientras más subía la temperatura mayor era la 
presión. Y esto se podía observar con las pesas, a modo que la temperatura 
aumentaba estas con la jeringa parecía que pesaban menos. Pero esto se debía a 
que la presión empujaba el peso. 
La ley de Gay-Lussac establece que la presión de un gas a un volumen fijo es 
proporcional a su temperatura. Si una cierta cantidad de gas es 
La presión intermedia se mantiene constante, la relación entre la presión y la 
temperatura sin alterar. 
Dentro del laboratorio se realizó la práctica, para demostrar diferentes leyes como, 
por ejemplo, la ley de Boyle, la ley de charles, la ley de los gases combinados, 
dentro de la práctica se realizaron cálculos, así como las conversiones de nuestros 
datos obtenidos, se nos dio retroalimentación de la teoría en lo ya antes visto en 
clase, para al final realizar nuestro reporte. 
Finalmente logramos obtener nuestros resultados, para graficar y justificar algunas 
de las preguntas, demostrando así lo antes visto en la teoría, además de concluirla 
para entregar en tiempo y forma nuestra práctica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
 
Por el experimento se pudo observar que los gases son afectados tanto por la 
presión como por el volumen y que las leyes de los gases de Boyle y de Charles 
son ciertas y fáciles de comprobar. También se puede observar por los resultados 
que no existe un gas ideal ya que existen demasiados factores que pueden 
modificar los resultados 
Por concluir se puede decir que las leyes de Charles y Boyle Mariott son muy 
importantes en nuestra física ya que cada una tiene su pensamiento. La de Charles 
nos dice que estudió por primera vez la relación entre el volumen y la temperatura 
de una muestra de gas a presión constante y observó que cuando se aumentaba la 
temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el volumen 
disminuía. En cambio, la de Boyle Mariott establece que la presión de un gas en un 
recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando 
la temperatura es constante. 
 
Se observó cómo en la primera parte de la práctica cuando colocamos el soporte 
para sujetar a la jeringa y así empezar a calcular las presiones y volúmenes en su 
momento fue uno de los procesos muy fáciles y poco estresantes, al momento de 
empezar a calentar el agua y así colocar el termómetro hasta las temperaturas que 
se nos solicitaron observé cómo es que se llegaba a mover una mínima parte del 
volumen. 
En mi propia opinión, fue muy divertido e interesante para mí realizar esta práctica 
ya que en laboratorios anteriores no había hecho anteriormente, observé cómo es 
que con presión y temperatura pueden tener distintos resultados para un volumen 
exacto, me gustó mucho la práctica. 
 
14 
 
1. Briceño, G., V. (2021, 2 diciembre). Ley de Boyle | Qué es, en qué consiste, 
enunciado, fórmula, ejemplos, historia. Euston96. Recuperado 4 de septiembre de 
2022, de https://www.euston96.com/ley-de-boyle/ 
 
2. Briceño, G., V. (2021b, diciembre 2). Ley de Gay-Lussac | Qué es, en qué consiste, 
enunciado, fórmula, ejemplos. Euston96. Recuperado 4 de septiembre de 2022, de 
https://www.euston96.com/ley-gay-lussac/ 
 
 
 
 
https://www.euston96.com/ley-de-boyle/
https://www.euston96.com/ley-gay-lussac/

Continuar navegando