Informe de Laboratorio de Fisicoquimica 01 Gases

UNIVERSIDAD NACIONAL DE ANCASHFACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTE ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA SANITARIA CURSO: FISICOQUIMICA PRÁCTICA Nº: 01 GASES NOMBRE: JEAN PAUL LOPEZ JESÚS CODIGO: 082.0704.036 FECHA DE EJECUCION: 03 – 09 – 2013 DOCENTE: ING. ALEJANDRO BARBA REGALADO HUARAZ – 10 – 09 – 2013 …………… 07 08 ………………… 09 ……………..... Introducción Objetivos Fundamento teórico Detalles experimentales Procedimiento Cálculos y resultados Discusión de resultados Conclusiones y recomendaciones Bibliografía Apéndice 03 04 04 …………… 06 ………………...CONTENIDO ……… ………. ………. 10 ……………. 10 2 . 09 ……………. el líquido y el gaseoso. al estudio y análisis de los planteamientos de la teoría de difusión de gases de Graham Gas. Los sólidos tienen una forma bien definida y son difíciles de comprimir. El alumno 3 . Sin más preámbulos pasamos al desarrollo del siguiente informe. Los líquidos fluyen libremente y están limitados por superficies que forman por sí solos. sustancia en uno de los tres estados diferentes de la materia ordinaria. la cual se titula gases. que son el sólido. y su densidad es mucho menor que la de los líquidos y sólidos. esperando estar a la altura de sus expectativas. Los gases se expanden libremente hasta llenar el recipiente que los contiene. no es más que una introducción importante a a la teoría de gases ideales y reales.INTRODUCIÓN En el siguiente experimento llevado a cabo. . estos no se ajustan a la ecuación (01) Existe una serie de ecuaciones... Tc: presión y temperatura criticas del gas.R... T . (01) 2.1.. como la densidad.1. FUNDAMENTO TEORICO 2.. llamadas ecuaciones de estado entre ella tenemos BERTHELOT que corrigen las desviaciones de la idealidad la ecuación de BERTHELOT es válida para presiones cercanas a 1 atm.V..Son aquellos en los cuales el volumen ocupado por las moléculas es insignificante respecto al volumen total y se ajustan a la ley de los gases ideales y a la ecuación de estado PV = n....R´T …………………………....Presentan fuertes atracciones intermoleculares .... PV = n. Pc.. II.1 definido. De los gases ideales P. Los vapores de sustancias que no son gases a temperaturas ordinarias suelen encontrarse en este tipo... (02) 2ú é ù æ m 9 TcxP ê Tc ö ê ú ê ú ÷ ç PV = TR ê 1+ 1 6 ÷ ç ú ê ÷ú ç è ø M 128 PcxT T ê ú ê ú ë û ë û En las ecuaciones (2) y (3): M: peso molecular m : masa de la sustancia R : const....PRINCIPIOS TEÓRICOS GAS... volumen y temperatura del gas. 4 ...2 Gases reales.I..1 Objetivo General: OBJETIVOS 1. siendo el volumen de las moléculas significativo respecto al total..1..1.1. 1..... Gases ideales..Conocer las propiedades de los gases para su mejor comprensión. a aquel fluido que no tiene forma ni volumen Generalmente se comportan en dos formas: 2..T : presión..Se denomina así... La ecuación general de los gases (A condiciones del laboratorio.... Eso a que la energía de rotación..relación entre la masa por unidad de volumen. como por ejemplo son los gases nobles tiene moléculas formadas por un sólo átomo.4 Gas Diatómico.) PV/T = Pcn Vcn / Tcn (A condiciones.Un gas monoatómico. (5) normales ) 2.a. Densidad absoluta. Densidad relativa... c.. al ser la molécula casi puntual..2 DENSIDAD DE LOS GASES.. Los gases monoatómicos reales también cumplen las anteriores igualdades aunque de modo aproximado. k la constante de Boltzmann y R la constante universal de los gases ideales.. b.. A temperatura próxima a la temperatura ambiente la energía interna y la capacidad caloríficas vienen dadas por: Para temperaturas extremadamente altas. n el número de moles... Así en los gases monoatómicos la energía total está prácticamente toda en forma de energía cinética de traslación. N es el número de moléculas de gas dentro del sistema que estudiamos.relación de la densidad de una sustancia con respecto a la de un gas de referencia. la energía de vibración de los enlaces empieza 5 . pueda despreciarse. eso hace que los gases diatómicos puedan almacenar más energía a una temperatura dada.En un gas diatómico la energía total puede encontrarse en forma de energía cinética de traslación y también en forma de energía cinética de rotación.2 Gas monoatómico.-la densidad (p) de un gas se puede obtener de la relación : r= m PM = V R´T ……………………………… (4) d. La densidad (ρ). Así el calor específico molar de un gas ideal monoatómico es simplemente cv = 3R/2 o cp = 5R/2. Como el espacio es tridimensional y existen tres grados de libertad de tralación eso conduce de acuerdo con el teorema de equipartición a que la energía interna total U de un gas ideal monoatómico y su capacidad calorífica CV vengan dadas por: Donde T es la temperatura absoluta.2. 2. El teorema de equipartición para gases poli atómicos sugiere que los gases poli atómicos que tienen enlaces "blandos" o flexibles y que vibran con facilidad con q frecuencias.8 Capilar.1. 3. antes de llegar a temperaturas donde esa expresión sea un límite razonable muchas moléculas se rompen por efecto de la temperatura.2 Regla.1 Equipo de Víctor Meyer para densidad de vapor.1. r = 2 para moléculas planas y r = 3 para moléculas tridimensionales). 3. no llegando nunca al anterior límite.1. Reactivos: 3.1. 2. La capacidad calorífica molar aumenta moderadamente a medida que aumenta la temperatura. 100 y 600 mL 3. en particular de la mecánica estadística de tipo cuántico. y la expresión (*) sólo puede ser un límite a muy altas temperaturas.9 Etanol (C2H5OH) 6 . 3. Sin embargo estas predicciones no se cumplen a temperatura ambiente. 3.6 Vasos de precipitados de 50.5 Gases Poliatomicos.7 Pipetas. Eso se debe a efectos cuánticos que hacen que los modos de vibración estén cuantizados y sólo estén accesibles a medida que aumenta la temperatura. A temperaturas aún más altas la contribución del movimiento término de los electrones produce desviaciones adicionales. todos los gases reales como el hidrógeno (H2). deberían tener una capacidad calorífica molar dada por: (*) Donde r mide los grados de libertad rotacionales (r = 1 para moléculas lineales. Sin embargo. 3. Sin embargo.1 Materiales y Reactivos Materiales: 3. el oxígeno (O2). cumplen a temperaturas ambiente moderadas las anteriores relaciones.4 Bombillas de jebe. DETALLES EXPERIMENTALES 3.1.5 Trípode.1..1.3 Mechero de bunsen. III.1. Por tanto estos gases tienen calores específicos o capacidades caloríficas molares cercanos a cv = 3R/2. 3. Un tratamiento rigurso de la capacidad calorífica requiere por tanto el uso de la mecánica cuántica.1. el nitrógeno (N2) o el monóxido de carbono (CO).a ser importante y los gases diatómicos se desvían algo de las anteriores condiciones. .1. 7 .Determinación de la Densidad de Gases por el método de Víctor Meyer 4. retire e introduzca el capilar en un vaso que contenga una pequeña porción de la muestra Abra la llave de la bureta nivele el agua hasta la marca inicial con la pera C. 01 4. 01 Fig.3 4. PROCEDIMIENTO 4. Tome la temperatura del agua en la pera.1. lea el nivel del agua en la bureta tomando referencia la lectura realizada en d.1.4 4. coloque el tapón E. observe el descenso del volumen y si este no fluctúa en más de 0.5 Cierre rápidamente la llave F y espere 10 min.1.IV. 4. caliente la ampolla. Retire el tapón E y haga que el nivel llegue nuevamente al punto inicial.1 Instalamos el equipo como se muestra a continuación en la fig. se pesó el capilar solo y después con un par de gotas de etanol.2 Mientras se estaba calentando el agua en la olla.1. iguale los niveles y lea la bureta.2 ml.1. Rompa el extremo de la amolla introdúzcala rápidamente en el tubo de vaporización B y coloque inmediatamente el tapón E a medida que baja el nivel del agua deje de bajar. 69 mmHg – 16. Ph=Pgs + Pv(H2O) A T °C Pb*=P(C2H5OH) + Pv(H2O) A (19 °C) P(C2H5OH) = Pb* .2 =11.48 mmHg P(C2H5OH) = 498.6 Densidad de etanol a C.0 – 13.N: 8 . ambiente. 5.2 ) 5.1 DENSIDAD DE LOS GASES: corregir la presión manométrica. ( ) Dónde: Pb*= presión manométrica corregida Pb=presión manométrica h=porcentaje de humedad F=presión de vapor de agua a T.V.3 Por la ley de amagat Vaire desplazado= v– vo =2.Pv(H2O) A (19 °C) P(C2H5OH) = 514. ( Pb*= 514. CALCULOS Y RESULTADOS 5.2 ml. 5.5 Corregir volumen de aire desplazado a C.N. 5.4 Por la ley de Dalton: determinar la presión de gas seco.69 mmHg.21 mmHg. 5. VII.2 En la determinación de la presión de vapor de los líquidos a temperaturas mayores que la ambiental. esto significa que la presión de vapor es inversamente proporcional a la temperatura.5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 7.1 Por considerar de importancia del cálculo de las densidades de gases siempre lo mediremos con referencia de la temperatura y presión del ambiente Al tener en nuestra mano estos cálculos será más fácil la determinación de las densidades pero teóricamente. 7.3 La temperatura ambiental no difiere de una temperatura incrementada con calor. se tiene que a mayor temperatura tendremos una menor presión. * ( )+ [ Reemplazando los datos en la ecuación tenemos: ( )] VI. todo esto con respecto a que el 9 . mientras haya un tubo de escape del vapor de agua.3 Teóricamente la densidad de una gas se puede obtener con ecuaciones determinadas pero hay que tomar que cuenta que existe en la vida practica diferentes factores que podrían cambiar este resultado además el error de uno mismo por eso es importante tener mucho cuidado en la realización de estos experimentos.N. 6. 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.1 Durante la puesta en régimen del equipo el aire que contiene el tubo de vaporización se expande (el tubo de desprendimiento en este momento no debe estar sumergido en la campana).7 Densidad teórica del etanol a C. DISCUCION DE RESULTADOS 6. mediante la ecuación de BERTHELOT. 7.2 Ya que en la parte práctica o en la parte experimental este resultado no es cierto ya que hay ciertos errores que lo varían por eso se determina presiones o temperaturas corregidas para agregarle a la parte teórica para así obtener un resultado verídico 6. España 1972 8. Rolle . 1970 8.2 CASTELLAN Gilbert . VIII.A. Edit. Edit. Fondo Educativo Interamericano. BIBLIOGRAFIA 8.nivel de mercurio este en equilibrio. 02 Equipo de Víctor Meyer Instalado Fig. Ediciones Limusa México – 1984.C. .2da. 1984 8. Podemos deducir que el oxígeno presente en el sistema influye a mantener el equilibrio del nivel del mercurio.5 La recomendación que se hace es que en el laboratorio cada mesa de trabajo cuente con todos los materiales y reactivos necesarios para el experimento.1 FARRINGTON Daniels .“Fisicoquímica” 4ta Edit. Edit. 03 Capilar introducido con el Etanol 10 .3 K. para evitar así desorden y pérdida de tiempo.“Fisicoquímica” 2da.Fundamentos de Fisicoquímica.Interamericana México. 05 Pesado del Capilar Fig. 7.4 MARRON Y PRUTON . Edit. 04 Nivelación del agua entre la Pera de decantación y la Bureta Fig. Compañía Editorial Continental S. APENDICE Fig.