DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE UNIVERSAL DE LOS GASES

Objetivo

Determinar experimentalmente la Constante universal de los gases (R)

Introducción

La presión ejercida por un gas sobre las paredes de su recipiente es la misma en cualquier parte de la vasija. Puede medirse con un medidor de presión o un manómetro de mercurio.

Robert Boyle, filosofo, químico, físico e inventor irlandés fue pionero en los estudios de las diferentes propiedades que presentan los estados de la materia, principalmente el Gas, cuyo volumen es indefinido, no tiene forma, es compresible y tiene una baja densidad.

Es reconocido por la que se conoce como la Ley de Boyle- Presión y volumen de un gas.

Si una determinada masa de gas (m) se guarda en un recipiente y se cambia su volumen, entonces su presión cambiara de tal manera que el producto de la presión (P) y el volumen (V) no cambia. Eso se conoce como la Ley de Boyle y es cierta cuando se mantiene constante la temperatura (T) del gas. Algebraicamente:

Ley de Boyle

P X V = Constante (si T y m permanecen contantes)

Se ha encontrado experimentalmente que, si se cambia la tempreatura deuna determinada cantidad de gas (m), su volumen cambiara en una forma tal, que la correspondiente raón del volumen (V) con la temperatura (T) no cambia. Esto se conoce como la Ley de Charles y es cierto sólo si se conserva constante la presión del gas. Algebraicamente:

Ley de Charles:

V/T = Constante (si P y m se mantienen constantes)

La Relación entre la presión y la temperatura de un gas cuando el volumen es constante fué enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac a principios de 1800.

La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura:

•Si aumentamos la temperatura, aumentará la presión.

•Si disminuimos la temperatura, disminuirá la presión.

Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto aumenta el número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar.

Gay-Lussac descubrió que, en cualquier momento de este proceso, el cociente entre la presión y la temperatura siempre tenía el mismo valor:

Ley de Guy Lussac

P/ T =k

Esta ley, al igual que la de Charles, está expresada en función de la temperatura absoluta.

La Ley de Avogadro, descubiera a principios del siglo XIX, establece la relación entre la cantidad de gas y el volumen cuando se mantienen constantes la temperatura y la presión. La cantidad de gas es medida en moles.

¡El volumen es directamente proporcional a la cantidad de gas!

Expresión algebraica de la Ley de Avogadro:

V/ n = k

Forma Combinada de las leyes de los gases.

Enun experimento ordinario es raro que se mantengan constantes la presión y la temperatura, y es importante tener una ler que nos diga como cambiará el volumen en estas circunstancias. Las leyes de Charles y de Boyle pueden combinarseen una sola ley que expresa:

Ley combinada de los gases: El producto de la presión y el columen de una determinada cantidad de gas divida entre la temperatura absoluta es una constante que no cambia. Aunque las propiedades individuales pueden cambiar en un experimento, no esta razón.

Algebraicamente: P X V/ T = Constante (si m es constante)

A partir de esta ley combinada podemos calcular la forma en que cambia el volumen o presión o temperatura si se conocen las condiciones iniciales ( P,V, T) y se conocen dos de las condiciones finales ( es decir dos de las tres cantidades, P, V, T).

Ahora bien, ¿Cómo se comportan las varibales P, V, T cuando la masa de gas no se conserva constante? La respuesta se encuentra experimentalmente , y encontramos que la razón PV/ T es proporcional a la masa (m) del gas en estudio. Algebraicamente:

Ley del gas: P X V / T X m = Constante

Sin embargo se ha encontrado que esta constante, es inversamente proporcional al peso molecular del gas. Incluyendo este comportamiento se permite escribir la ecuación:

Ley del gas ideal P X V X M/ T X m =Constante = R

En esta última ecuación la constante es ahora la misma para cualquier gas. Se conoce como la constante universal de los gases y se le da el símbolo de R. La ley del gas ideal, como se la llama, nos dice que el producto de la presión, volumen y peso molecular de un gas, dividido entre la temperatura absoluta y masa del gas es un número R, el cual es el mismo para todos los gases. R puede calcularse experimentalmente a paratir de la medición de las propiedades de cualquier gas.

Material, Equipo y reactivos empleados.

-1 jeringa de 3 mL con aguja

-1tapon de #0

-2 mangueras de látex

-1 buerta de 50 mL sin llave

-1 termómetro (0.1°C)

-1 embudo de vidrio

-2 pinzas para bureta

-1 pinza de tres dedos

-2 soportes universales

-1 pipetapasteur

-1 vaso de pp de 250 mL

-1 vidrio de reloj

*Reactivos

-Ácido clorhídrico 3M

-Magnesio en tiras

-Acetona

Toxicidad de los reactivos empleados.

*Ácido Clorhídrico

El ácido clorhídrico es una disolución acuosa de cloruro de hidrógeno. Sus vapores son irritantes a los ojos y membranas mucosas. Es soluble en agua, desprendiéndose calor. Es corrosivo de metales y tejidos.

Inhalación: En el caso de exposiciones agudas, los mayores efectos se limitan al tracto respiratorio superior. El gas causa dificultad para respirar, tos e inflamación y ulceración de nariz, tráquea y laringe. Exposiciones

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