Estudio de los conceptos de equilibro químico mediante su analogía con un proceso físico

Practica # 1

Estudio de los conceptos de equilibro químico mediante su analogía con un proceso físico.

Objetivo

Demostrar el mecanismo a través del cual se alcanza el estado de equilibrio en un proceso físico, mediante la transferencia de líquidos entre dos recipientes; así mismo establecer una analogía con el equilibrio químico dinámico, tal como sucede entre reactivos productos.

Introducción

La ley de los gases ideales es la ecuación de estado del gas ideal, un gas hipotético formado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son perfectamente elásticos (conservación de momento y energía cinética). La energía cinética es directamente proporcional a la temperatura en un gas ideal. Los gases reales que más se aproximan al comportamiento del gas ideal son los gases monoatómicos en condiciones de baja presión y alta temperatura.

En la atmósfera, la presión, temperatura y densidad son inversamente proporcionales a la altura. A mayor altura, menor presión, menor temperatura y menor densidad.

En la corteza terrestre, la presión, temperatura y densidad son directamente proporcionales a la profundidad. A mayor profundidad, la temperatura, presión y densidad serán mayores.

Con la presente practica realizada se puede constatar lo antes predicho en clase y enunciado en la ley de Boyle-Mariotte "A temperatura constante, los volúmenes ocupados por un gas son inversamente proporcionales a las presiones a las que está sometido".

La ley de Boyle, también conocida como de boyle-mariotte, se representa matemáticamente por las siguientes expresiones, cuando la temperatura absoluta permanece constante:

V α 1/P

V = KP

PV = K donde K es la constante de Boyle

Con un experimento muy sencillo como este, se puede observar el

Comportamiento del aumento o disminución del volumen en este caso del mercurio en base a la presión aplicada.

Antecedentes

La Ley de Boyle-Mariotte (o Ley de Boyle), formulada por Robert Boyle y Edme Mariotte es una de las leyes de los gases ideales que relaciona el volumen y la presión en una cierta cantidad de gas mantenida a temperatura constante. La ley dice que el volumen es inversamente proporcional a la presión:

Donde es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes.

Cuando aumenta la presión, el volumen disminuye, mientras que si la presión disminuye el volumen aumenta. No es necesario conocer el valor exacto de la constante para poder hacer uso de la ley: Si consideramos las dos situaciones de la figura, manteniendo constante la cantidad de gas y la temperatura, deberá cumplirse la relación:

Dónde:

Además si despejamos cualquier incógnita se obtiene lo siguiente:

Esta ley es una simplificación de la ley de los gases ideales particularizada para procesos isotermos de una cierta masa de gas constante.

Junto con la ley de charles, laley de Gay-Lussac, la ley de Avogadro y la ley de Graham, la ley de Boyle forma las leyes de los gases, que describen la conducta de un gas ideal. Las tres primeras leyes pueden ser generalizadas en la ecuación universal de los gases.

Experimento de Boyle

Para poder comprobar su teoría, Boyle hizo el siguiente experimento: Introdujo un gas en un cilindro con un émbolo y comprobó las distintas presiones al bajar el émbolo. A continuación hay una tabla que muestra algunos de los resultados que obtuvo:

Experimento de Boyle |

|× | P (atm) | V (L) | P • V |

| 0,5 | 60 | 30 |

| 1,0 | 30 | 30 |

| 1,5 | 20 | 30 |

| 2,0 | 15 | 30 |

| 2,5 | 12 | 30 |

| 3,0 | 10 | 30 |

Si se observan los datos de la tabla se puede comprobar que al disminuir el volumen, la presión, aumenta y que al multiplicar y se obtiene atm. l.

Introducción

En la atmósfera, la presión, temperatura y densidad son inversamente proporcionales a la altura. A mayor altura, menor presión, menor temperatura y menor densidad.

En la corteza terrestre, la presión, temperatura y densidad son directamente proporcionales a la profundidad. A mayor profundidad, la temperatura, presión y densidad serán mayores.

Con la presente practica realizada se puede constatar lo antes predicho en clase y enunciado en la ley de Boyle-Mariotte "A temperatura constante, los volúmenes ocupados por un gas son inversamente proporcionales a las presiones a las que está sometido".

Con un experimento muy sencillo como este, se puede observar el comportamiento del aumento o disminución del volumen en este caso del mercurio en

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