Informe de laboratorio. Los gases

“AÑO DEL BICENTENARIO DEL PERÚ: 200 AÑOS DE INDEPENDENCIA”[pic 1]

UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA DE ICA”

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INDICE

INTRODUCCIÓN 4

OBJETIVOS5

MARCO TEÓRICO 6

LOS GASES6

    JOSEPH LOUIS GAY LUSSAC7

LEY DE GAY LUSSAC10

PRESIÓN7

TIPOS DE PRESIÓN8

VOLUMENES9

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL15

PROCESO ISOMÉTRICO 15

PROCEDIMIENTOS15

MEDICIÓN DE LOS 3 PROCESOS15

TABLAS Y CÁLCULO16

HALLANDO LAS PRESIONES FINALES TEORICAS MEDIANTE LA LEY DE GAY-LUSSAC:16

CONCLUSIONES DEL EXPERIMENTO17

PROBLEMAS PROPUESTOS 18

PROBLEMA 1 19

PROBLEMA 2 20

PROBLEMA 3 20

HALLANDO EL VOLUMEN TEÓRICO DEL H2 EN CONDICIONES NORMALES23

HALLANDO DENSIDAD DEL H225

HALLANDO LA DENSIDAD DEL H2 MEDIANTE LA ECUACION GENERAL DE LOS GASES 25

HALLANDO EL VOLUMEN DEL GAS H2 A CNPT27

CONCLUSIONES 29

RECOMENDACIONES 30

BIBLIOGRAFIA31

INTRODUCCIÓN

Como sabemos la ley de Gay-Lussac es una de los bases más importante de los gases, este postulado nos indica que un gas en un proceso a volumen constante la presión es directamente proporcional su volumen, que nos indica esto que, si en el proceso una de estas dos variables sufre un cambio, entonces la otra variable también sufrirá un cambio.

En esta práctica se analizará un proceso isocorico que se puede ver en mejor detalle mediante el uso del simulador que se explicara más adelante, además de los experimentos previos que nos demuestran cambios fisicoquímicos cuyo fundamento como la teoría cinética de los gases entre otros se explicaran en su debido momento.

Para poder analizar el postulado de Gay-Lussac para los gases ideales como en un sistema parcialmente cerrado, se tendrá que observar que tanto el volumen como la presión de un gas cambian al contacto con el calor, dejan de tener sus valores iniciales para tener valores finales que se adecuan al sistema.

OBJETIVOS

• El objetivo de la presente es comprobar que: “A volumen constante la presión de un gas es una función lineal de la temperatura, o que demuestra GAY LUSSAC Y CHARLES”

• Observar la variación de la presión y la temperatura frente a un aumento del calor.

MARCO TEÓRICO:

GAS IDEAL:

Los gases ideales es una simplificación de los gases reales que se realiza para estudiarlos de manera más sencilla. En sí es un gas hipotético que considera:

• Formado por partículas puntuales sin efectos electromagnéticos.
• Las colisiones entre las moléculas y entre las moléculas y las paredes es de tipo elástica, es decir, se conserva el momento y la energía cinética.
• La energía cinética es directamente proporcional a la temperatura.
• Los gases se aproximan a un gas ideal cuando son un gas mono atómico, está a presión y temperatura ambiente.

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JOSEPH LOUIS GAY LUSSAC

Fue un químico y físico que nació el 6 de diciembre de 1778 en Saint-Léonard-de-Noblat, Limoges, Francia. Su nombre es popular por su trabajo relacionado con las leyes de los gases.

Desarrolló la Ley de Gay-Lussac: Logró el ascenso de un globo aerostático en dos ocasiones, llegó a una altura de 3800 metros.

Descubrió junto a Thénard, el boro y el potasio.  Planteó la ley estequiométrica Sur la combinación des substancies gaseases​.

Descubrió que el ácido muriático oxigenado, es un elemento químico simple junto  Humphry Davy. Ambos se encontraron en 1813 para estudiar el yodo.

Descubrió el ácido prúsico. Aportó importantes conocimientos sobre la composición de las pólvoras, los detonadores y las aleaciones para fabricar cañones. Realizó contribuciones importantes a la química industrial: solubilidad de las sales, la vela de estearina, textiles ignífugos, graduación del alcohol, polvos de blanquear, y los pararrayos. Existió una mejora en la fabricación del ácido sulfúrico y del ácido oxálico gracias a sus aportes. Su vida agitada terminó en el año de 1848 cuando se retiró a su finca en Lussac, cerca de Saint-Léonard. Murió dos años más tarde.

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LEY DE GAY-LUSSAC

“A volumen constante, la presión de un gas es directamente proporcional a la temperatura”

Él fue un Químico y físico francés conocido por sus estudios sobre las propiedades físicas de los gases. Después de impartir la enseñanza en diversos institutos fue, desde 1808 hasta 1832, profesor de física en la Sorbona. [pic 15]

HIPOTESIS SOBRE LA LEY DE GAY LUSSAC

Al estudiar el comportamiento físico de los gases, se plantea, a modo de hipótesis, que la presión de un gas encerrado en un recipiente ha de depender del volumen, la temperatura la cantidad de gas (expresable como número de moléculas, masa, densidad, número de moles).

 Acerca de la relación entre la temperatura y la presión (suponiendo fijo el volumen y la cantidad de gas), se espera que, al ir aumentando la temperatura de un gas encerrado en un recipiente hermético, aumente la presión absoluta que ejerce sobre las paredes del recipiente.

La hipótesis se fundamenta en el modelo cinético-corpuscular de la materia, según el cual los gases estarán formados por muchas partículas muy pequeñas, separadas entre sí por grandes distancias en comparación con su pequeñísimo tamaño, y moviéndose en todas las direcciones (gas ideal). Según este modelo, la presión ejercida por el gas se debe a los choques de sus partículas con las paredes del recipiente y la temperatura es una medida macroscópica de la energía cinética media de las moléculas. Por tanto, al aumentar dicha energía cinética debería aumentar la frecuencia de los choques y su intensidad. De forma más precisa, se espera que la temperatura y la presión sean directamente proporcionales. (Segunda ley de Gay-Lussac).

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PROCEDIMIENTO EXPERIMETAL

1. INDIQUE LOS MATERIALES QUE SE UTILIZAN EN LOS 2 EXPERIMENTOS OBSERVADOS:

2. INDIQUE EL PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

EXPERIMENTO 1:[pic 17]

1. Introducimos el globo en la boca de la botella y nos aseguramos que quede bien adherido.
2. Llenamos la mitad de una olla con agua y procedemos a llevarla al fuego y esperamos que hierva.
3. Con el agua ya hirviendo, agarramos la botella con el globo encima y la introducimos en la olla, observamos.

EXPERIMENTO 2:

1. Colocamos la vela en el plato y vertimos el colorante en el vaso con agua y disolvemos.
2. Vertimos el agua en el plato y encendemos la vela con los cerillos.
3. Agarramos el vaso de vidrio y lo ponemos encima de la vela encendida y

observamos.

  EXPERIMENTO 3:

1. Llenamos el recipiente hondo con agua hasta la mitad e inflamos el globo.
2. Introducimos el vaso en la vela prendida por un minuto aproximadamente para que el gas presente de caliente.
3. Luego juntamos la boca del vaso previamente calentado al globo inflado.
4. Introducimos el vaso en el recipiente con agua sin despegar este del globo.

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  EXPERIMENTO 4

1. Prender el trozo de papel con un encendedor y esperamos que este bien encendido.
2. [pic 19]Lo introducimos dentro de la botella y a su vez también colocamos el huevo cocido en el pico     y   observamos.

  EXPERIMENTO 5:

1. Se procederá a realizar tres procesos isométricos; los procesos isométricos son aquellos procesos en los cuales volumen es constante, se partirá de un mismo punto es decir se tendrá un mismo valor de presión inicial y temperatura inicial, pero se terminará en distintos puntos con distintos valores finales de presión y temperatura.
2. Se examinará cómo varía la presión del gas ideal cuando varía la temperatura; en cada proceso isométrico los valores de temperatura inicial y final se medirán con el termómetro en kelvin y los valores de presión inicial y final se medirán con el manómetro en atmósferas. Para la experiencia de hoy usaremos el SIMULADOR PHED 
3. En el simulador se tendrá un recipiente cuyo volumen ya está fijado, se le introducirá un gas ideal la temperatura del gas se va a medir con el termómetro que se indica y su presión con el manómetro.
4. Lo que se realizara es demostrar el cumplimiento de la ley de GAY-LUSSAC que nos indica que cuando el volumen del gas se mantiene constante la presión es directamente proporcional a la temperatura es decir que si la temperatura del gas aumenta la presión también aumentará y si la temperatura del gas disminuye.
5. Se va a realizar tres procesos isométricos; en los cuales se partirá del mismo punto es decir de un mismo valor de presión inicial y temperatura inicial, pero se llegará a diferentes puntos a diferentes valores de presión final y temperatura final.

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3.QUE FENÓMENOS SE OBSERVARON.

EXPERIMENTO 1:

• Vemos como al instante que se colocó la botella adentro del agua hirviendo se produjo una expulsión del globo, dado que este salió disparado.
• Dentro de nuestra botella encontramos gas, al someterlo a elevadas temperaturas las moléculas de este gas se empezarán a mover más rápido provocando as choques entre ellas y con las paredes del recipiente; es decir que aumenta su energía cinética y aumenta evidentemente el calor. Esto generara una presión suficiente alta para que en un determinado punto salga expulsada la bomba (el globo) de la botella.
• Entonces queda demostrado que al aumentar la temperatura de un gas también aumentara su presión y por lo tanto tendrán una relación de proporcionalidad directa

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EXPERIMENTO 2:

• Se ve como lentamente la llama se va apagando hasta dejar de existir.
• Al tapar la vela con el vaso, el aire que está entre la vela y el vaso se calienta, y esto hace que aumente la temperatura.
• El volumen del vaso no cambia, la vela se apaga por falta de oxígeno, y esto hace que la temperatura se enfríe y la presión del aire dentro del vaso disminuya.
• Cuando se apaga la vela y deja de aportar calor, el gas se contrae, y es esa contracción la que genera una disminución de presión que hace subir al agua.
• Esto ocurre gracias a la teoría de Gay-Lussac que explica que, a un volumen constante, la presión es directamente proporcional a la temperatura.

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EXPERIMENTO 3:

• Luego de que se colocó el vaso dentro del agua, a medida que los segundos pasan podemos ver como el globo se va metiendo o más bien va siendo absorbido hacia el fondo del vaso.
• Por la diferencia de presión entre las partículas gaseosas dentro del globo (temperatura normal) y las del vaso (temperatura caliente), este se queda adherido al vaso.
• Al meter el vaso en el recipiente con agua el aire atrapado se enfría y disminuye la presión, esto se explica con la ley de Gay-Lussac que dice que a menor temperatura menor presión o viceversa.
• La disminución de temperatura en el interior del vaso al meter este en un cuenco con agua fría se puede explicar también mediante la teoría cinética que dice que, a menos temperatura, las partículas gaseosas se mueven a menor velocidad y esto implica que choquen menos, es decir, que haya menos presión. Todo esto se cumple manteniendo el volumen constante ya que el volumen del vaso no varía.

EXPERIMENTO 4:

• Vemos que al tapar la boquilla con el papel encendido a dentro este se apaga y el por acción del humo la botella se va tornando blanca.
• También el huevo por la presión contenida va siendo absorbido hacia el fondo de la botella. Vemos como el huevo se revienta ya que al ser absorbido y el pico de la botella ser más chico pues no puedo entrar y la presión pudo más.
• Cuando el huevo se coloca sobre la botella, el algodón alcoholado encendido que se encuentra dentro de ella se va apagando poco a poco, ya que deja de recibir oxígeno del aire necesario para su combustión y va consumiendo lo que queda de oxígeno dentro de la botella, hasta apagarse y crear un vacío dentro de esta, que es llenado por lo que este encima de la botella, en este caso es el huevo, por lo cual cae en el fondo del frasco.
• Debido a que la temperatura dentro de la botella sube la presión también y esto provoca que el huevo sea absorbido.
• Comprobamos así que tanto la temperatura como la presión son directamente proporcionales.

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EXPERIMENTO 5:

PRIMER PROCESO:

Se va a introducir primeramente gas, podemos leer la presión y tomaremos un valor intermedio de 17,5 aproximadamente esa sería su presión inicial en atmósferas y su temperatura inicial es 300 kelvin ahora se usara un calentador para incrementar la temperatura del gas y veremos qué pasa con su presión, el termómetro va marcando un incremento en la temperatura del gas en este proceso al incrementar la temperatura la presión ha incrementado también tal como lo predecía la ley de GAY-LUSSAC; se procederá a apuntar los datos obtenidos.[pic 26]

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