PRACTICA 1 FISICOQUIMICA

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PRÁCTICA N°2: LEYES DE LOS GASES
I. INTRODUCCIÓN
Para entender el comportamiento de los gases en distintas circunstancias
aprenderemos 3 tipos de leyes: Ley de Boyle, Ley de Charles, Ley de Gay-Lussac.
La ley de Boyle establece que, en un gas a temperatura constante, la presión y el
volumen son inversamente proporcionales, es decir, si el volumen aumenta, la
presión disminuye y si el volumen disminuye, la presión aumenta. Esta ley fue
propuesta en 1660 por Robert Boyle, filósofo anglo-irlandés, que a través de la
publicación de sus resultados experimentales en “New Experiments Physico
Mechanical” logró formular su ley.
La ley de Charles establece que, en un gas a presión constante, el volumen y la
temperatura son directamente proporcionales, es decir, al aumentar la temperatura,
el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura, el volumen del gas
disminuye. Esta ley fue descubierta en 1787 por Jacques Alexandre César Charles;
inventor, científico y aeronauta francés.
La ley de Gay-Lussac establece que, en un gas a volumen constante, la presión y la
temperatura son directamente proporcionales, es decir, al aumentar la temperatura,
la presión del gas aumenta y al disminuir la temperatura, la presión del gas
disminuye. Esta ley fue descubierta en 1802 por Joseph Louis Gay-Lussac; químico,
físico y aeronauta.
II. OBJETIVOS
En base a estas leyes
● Examinar el efecto de la presión en el volumen de un gas a temperatura
constante y formular la relación entre estos.
● Examinar el efecto de la temperatura en el volumen de un gas a presión
constante y formular la relación entre estos.
● Examinar el efecto de la temperatura en la presión de un gas a volumen
constante y formular la relación entre estos.
III. MATERIALES Y MÉTODOS
1. Ley de Boyle
1.1 Materiales
● Cilindro cerrado con un pistón móvil
● Muestra de gas (aire)
● Pesas de 1 kg
● Manómetro
● Regla
1.2 Procedimiento
Teniendo la muestra de gas a temperatura constante (temperatura
ambiente) dentro del cilindro cerrado, hacemos uso del manómetro y la
regla para registrar la presión y la altura del pistón inicialmente.
Seguidamente, se colocó una de las pesas sobre el pistón y
nuevamente se volvieron a registrar los datos de presión y altura del
pistón. Estos dos últimos pasos se repitieron 4 veces más añadiendo
una pesa por repetición.
2. Ley de Charles
2.1 Materiales
● Cilindro cerrado con un pistón móvil con una muestra de gas
dentro (aire)
● Manómetro
● Un baño de agua
● Placa calefactora
● Termómetro
● Regla
2.2 Procedimiento
Inicialmente el sistema está a presión constante. Haciendo uso del
manómetro, el termómetro y la regla se registraron la presión, altura del
pistón y temperatura inicial. Seguidamente se aumentó la temperatura y
después de esperar a que el sistema se estabilizará, se registraron los
datos de temperatura y altura del pistón. Estos dos últimos pasos se
repitieron 6 veces más.
3. Ley de Gay Lussac
3.1 Materiales
● Cilindro cerrado con una muestra de gas dentro (aire)
● Manómetro
● Un baño de agua
● Placa calefactora
● Termómetro
3.2 Procedimiento
Inicialmente el sistema está a volumen constante. Haciendo uso del
manómetro y el termómetro, se registró la temperatura y presión
inicial. Se aumentó el calor y una vez que el sistema se estabilizó,
se volvieron a registrar los datos. Se repitieron los últimos dos pasos
6 veces más.
IV. RESULTADOS
Los resultados obtenidos tras la experimentación de las Leyes de
Boyle, Charles y Gay-Lussac son los siguientes:
1. Ley de Boyle
Es un proceso isotérmico, en donde se observa una relación inversamente
proporcional entre presión y temperatura, mientras mayor sea la presión menor será
el volumen. Presenta una constante de decaimiento, relación que se ve
ejemplificada en la gráfica lineal descendente.
2. Ley de Charles
Es un proceso isobárico,en donde se observa una relación directamente
proporcional entre temperatura y volumen, mientras mayor sea la temperatura
mayor será el volumen. Presenta una relación que se ve ejemplificada en la
gráfica lineal ascendente.
3. Ley de Gay Lussac
Es un proceso isocórico,en donde se observa una relación directamente
proporcional entre temperatura y presión, mientras mayor sea la temperatura
mayor será la presión. Presenta una relación que se ve ejemplificada en la
gráfica lineal ascendente.
VI. CONCLUSIONES
● Las tres leyes estudiadas previamente funcionan cuando la cantidad
de sustancia y una de las variables (temperatura, volumen y presión)
permanecen constantes
● La ley de Boyle establece que el volumen de una cantidad de gas,
cuando la temperatura es constante, es inversamente proporcional a la
presión que ejerce sobre el gas.
● La ley de Charles establece que la presión y cantidad de sustancia
permanecen constantes, el volumen de una masa de gas varía
directamente con la temperatura absoluta.
● Ley de Gay - Lussac relaciona la variación de la presión con la
temperatura cuando se mantienen constantes el volumen y cantidad
de sustancia.
7. SUGERENCIAS
Al momento de obtener los datos sobre la temperatura en las diferentes
prácticas esat deben estar en unidad de medida Kelvin
8. ACTIVIDADES
A. Ley de Boyle:
● ¿Cómo cambia el volumen del gas con la presión?
El volumen del gas disminuye a mayor presión, es decir, el volumen y la
presión del gas son inversamente proporcionales.
● ¿Qué producto o relación de propiedades permanece constante (PxT,
TxV, P/V, V/T, etc.)? Cuando lo hayas decidido, etiqueta la columna
“constante” con el término adecuado y rellena los valores.
● Derivar la relación entre V1 y V2, los volúmenes de un gas a dos
presiones, P1 y P2.
● Si una muestra de gas a 25.2°C tiene un volumen de 536 mL a 637 torr,
¿cuál será su volumen si la presión se incrementa a 712 torr?
B. Ley de Charles:
● ¿Cómo cambia el volumen del gas con la temperatura? ¿Qué notas en
las trayectorias de V vs T(°C) y V vs T(K)?
El volumen del gas aumenta al incrementar la temperatura; entonces el
volumen y la temperatura de un gas son directamente proporcionales.Ambas
trayectorias son lineales ascendentes.
● ¿Qué producto o relación de propiedades permanece constante (PxT,
TxV, P/V, V/T, etc.)? Cuando lo hayas decidido, etiqueta la columna
“constante” con el término adecuado y rellena los valores.
● Derivar la relación entre V1 y V2, los volúmenes de un gas a dos
temperaturas, T1 y T2.
● Si una muestra de gas con una presión constante tiene un volumen de
417 mL a 32.4°C, ¿cuál será su volumen si la temperatura aumenta a
64.8°C?
C. Ley de Gay-Lussac:
● ¿Cómo cambia la presión del gas con la temperatura? ¿Qué notas en
las trayectorias de P vs T(°C) y P vs T(K)?
La presión del gas aumenta al incrementar la temperatura; entonces la
presión y la temperatura de un gas son directamente proporcionales.Ambas
trayectorias son lineales ascendentes.
● ¿Qué producto o relación de propiedades permanece constante (PxT,
TxV, P/V, V/T, etc.)? Cuando lo hayas decidido, etiqueta la columna
“constante” con el término adecuado y rellena los valores.
● Derivar la relación entre P1 y P2, las presiones de un gas a dos
temperaturas, T1 y T2.
● Si una muestra de gas en un recipiente de volumen fijo está inicialmente
a 23.6°C y 652.5 torr, ¿cuál será su presión si la temperatura aumenta a
52.6°C?
10. BIBLIOGRAFÍA
1. Gas Laws | Virtual General Chemistry Laboratories. Uccs.edu.
https://uccs.edu/vgcl/gas-laws
2. Anderson D. Virtual General Chemistry Laboratory. Uccs.edu. 2006
https://uccs.edu/vgcl/sites/vgcl/files/inline-files/gaslaws_expt_1.pdf
3. Anderson D. Virtual General Chemistry Laboratory. Uccs.edu. 2006
https://uccs.edu/vgcl/sites/vgcl/files/inline-files/gaslaws_expt_2.pdf
4. Anderson D. Virtual General Chemistry Laboratory. Uccs.edu.
https://uccs.edu/vgcl/sites/vgcl/files/inline-files/gaslaws_expt_3.pdf
https://uccs.edu/vgcl/gas-laws
https://uccs.edu/vgcl/sites/vgcl/files/inline-files/gaslaws_expt_1.pdf
https://uccs.edu/vgcl/sites/vgcl/files/inline-files/gaslaws_expt_2.pdf
https://uccs.edu/vgcl/sites/vgcl/files/inline-files/gaslaws_expt_3.pdf