Determinacion De Volumen Del Gas

DETERMINACION DEL VOLUMEN MOLAR DE UN GAS

Introducción:

En la siguiente práctica se podrá analizar y determinar el volumen molar de un gas que es el ocupado por un mol de un gas ideal bajo condiciones normales de presión y temperatura. Este podrá ser calculado a través de la descomposición térmica del clorato de potasio (KCLO3) usando como catalizador el oxido de manganeso (MnO2), en el cual se desprenderá cierta cantidad de oxigeno tal como se indica en la siguiente reacción:

2KClO3 2KCl + 3O2

Igualmente será necesario hallar el volumen del gas el cual se determinara a través del desplazamiento de agua. Teniendo ya todos los resultados se podrá calcular el volumen del gas bajo condiciones de laboratorio y de esta forma poder compararlo bajo las condiciones normales de temperatura (273 K) y presión (1 atm).

Así mismo se tendrá un mayor conocimiento sobre cada una de las propiedades que presentan los gases y la influencia de factores como la presión, temperatura, volumen y numero de moles en el comportamiento de un gas, los cuales están establecidos por leyes empíricas, tales como Ley de Boyle, Ley de Charles, Ley de Gay- Lussac y Ley de avogadro.

OBJETIVOS

Objetivo General

Demostrar si la ley de presiones parciales se cumple y en qué proporción se de esta, además determinar los posibles factores influyen en la producción de oxigeno.

Objetivos Específicos

Determinar el volumen que ocupa un mol de un gas a 273 K y a una atmosfera de presión

Aplicar la ley de Dalton ley de las presiones parciales

CONSULTAS PRELIMINARES

3.1 en que se diferencian los gases reales de los gases ideales?

Los gases reales son lo que existen y son aquellos con los que interactuamos continuamente, se dice que estos gases actúan como gases ideales en ciertas condiciones, es decir que se aproximan a cumplir este comportamiento a altas temperaturas y a bajas presiones. En cambio, los gases ideales son hipotéticos, aquellos formados por partículas puntuales; sin repulsión ni atracción entre ellas, además no ocupan un espacio y cumplen solo con las leyes de los gases ideales.

Los gases reales que se aproximan al comportamiento de los gases ideales son aquellos que se encuentran en forma en forma monoatómica en condiciones de temperatura alta y presión alta.

Además podemos decir que la variable de un gas ideal z siempre vale 1 mientras que para un gas real por lo general será diferente de 1.

La ecuación de estado para un gas ideal es PV =1* RTn es decir que la ecuación para un gas ideal no se altera mientras que para el gas real la ecuación se define de la siguiente manera PV = ZRTN es decir que se ve afectada por el valor tomado por la z.

La ecuación de Van Der Waals se diferencia de la de los gases ideales por la presencia de los términos de corrección uno corrige la temperatura mientras que el otro se modifica la presión.

Los gases reales a presiones y temperatura cercanas a las temperaturas cercanas a las ambientales actúan como gases ideales.

En los gases ideales existen colisiones que son de carácter elástico.

La ecuación de estado para gases se define por tres variables presión, volumen y temperatura. Existe una ecuación de estado que expresa la relación que existe entre estas magnitudes con los gases ideales (PV = RTn) donde R= 0,082 atm*litro /K* mol y n es el numero de moles del gas.

3.2 cuales son las leyes de los gases ideales ?

Las leyes de los gases ideales son:

Ley de Boyle – Mariotte:

“A temperatura constante los volúmenes de una masa gaseosa son constantes mientras que es inversamente proporcional a la presión que soporta”.

Es decir que si la presión aumenta la temperatura disminuye y si la temperatura aumenta la presión disminuye.

La ecuación que representa la ley de Boyle - Mariotte es la siguiente:

V2 = K2*T2 V1 = K1* T1

K1=K2

V1/T2=V2/T2

V1*T2= V2*T1

Ley de charles - Gay Lussac

“A presión constante los volúmenes de una masa gaseosa son directamente proporcionales a la temperatura a la que se encuentra el gas”.

V1/T1=V2/T2

V1 T2 = V2 T1

Ley de Dalton

“la presión total de una mezcla de gases es la suma de todas las presiones parciales de los gases que constituyen la mezcla”.

Pt= P1+P2+P3….

Ley de avogadro

Es la relación entre la cantidad del gas y el volumen.

Cuya fórmula es V = k n, donde V = volumen; n = moles del gas y K = constante de proporcionalidad.

Ecuación de estado

Es la combinación de las leyes de Boyle- Mariotte y Charles – Gay lussac:

P.V=R.T.n

Donde R es la constante universal de los gases cuyo valor es obtenido al despejar R de la ecuación de los gases ´

En atmosferas

R=(P*V)/(T*n)= (1 Atm*22.4 litros)/(273 kelvin*1 mol)=0.082 (atm.litro)⁄(kelvin.mol)

En torr

R=(P*V)/(T*n)=(760mmHg*22.4 litros)/(273 kelvin*1 mol)= 62.3 (mmHg*litro)⁄(kelvin*mol)

2.3 ¿Cuáles son las condiciones normales de los gases?

1. se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene. Un gas, al cambiar de recipiente, se expande o se comprime de tal manera que ocupa todo el volumen y toma la forma del nuevo recipiente.

2. se dejan comprimir fácilmente. Al existir espacios intermoleculares las moléculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen, cuando aplicamos la presión.

3. se difunden fácilmente. Al no existir la fuerza de atracción intermolecular entre sus partículas, los gases se esparcen en forma espontanea.

4. se dilatan, la energía cinetica promedio de las moléculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada.

Se entiende por condiciones normales a las adoptadas como referencia para la determinación de de propiedades físicas, químicas, etc. De una sustancia, objeto o sistema; comúnmente comprende presión y temperatura.

Refiriéndose a los gases, las condiciones normales de presión y temperatura para la determinación de sus propiedades dado por el sistema internacional es 0 °C es decir 273,15 K y a 1 atm ó 100000 Pa pascales en nomenclatura IUPAC, con la salvedad de que los medidores de gasto volumétrico se calibran a 25°C.

En cualquier caso, cuando se emplea el adjetivo normal, se refiere exclusivamente a la presión atmosférica 1 atm, de modo que pueda encontrarse tablas de datos para las propiedades de distintos materiales y compuestos químicos a temperaturas tan distantes como 0°C, 18°C, 20°C, 25°C. etc.

3.4 En qué consiste el método de desplazamiento del agua para determinar el volumen de un gas?

El método de desplazamiento de agua para determinar el volumen de un gas consiste en: calentar una sustancia; el gas liberado por esta sustancia se introduce a un recipiente con agua. Este procedimiento se puedo observar en el montaje realizado pues el gas desplaza al agua que estaba contenida en la probeta hacia el vaso de precipitado. Al terminar este procedimiento se mide el volumen desplazado con una regla en cm y con este dato podemos determinar el volumen. De tal manera que el volumen del gas es el volumen de agua desplazada.

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