LABORATORIO N1 DE FISICOQUMICA ITEMA: GASES, PROCESO ISOTRMICO1. Objetivos: Determinar el cambio que sufre el volumen ocupado de una mezcla gaseosa al variar la presin, manteniendo constate la temperatura verificando la Ley de Boyle.2. Fundamento Terico:El estado gaseoso puede considerarse como el estado ms simple de la materia. Los gases presentan una serie de propiedades que permiten explicar fenmenos naturales de manera relativamente sencilla, estas propiedades son:

Capacidad de ser comprimidos.

Capacidad de expandirse sin lmite aparentes alguno.

Posibilidad de mezclarse entre si.

Capacidad de ejercer presin.

Rpida dilatacin al calentarse.

Haciendo uso de algunas de estas propiedades se podr determinar el cambio de volumen, que experimenta un gas a temperatura constante, por efecto de la presin.

La temperatura determina el sentido del flujo de calor, mientras que la presin determinar el sentido del flujo de masa. Este flujo de masa ocurre desde la zona donde el gas esta sometido a mayor presin hacia la zona donde la presin es mas baja. Si la temperatura se mantiene constante el volumen ocupado por una masa gaseosa es inversamente proporcional a las presiones que soportan (ley de Boyle)Es importante conocer que un hecho que complica el experimento es que la muestra gaseosa (aire) esta en contacto con el agua, pues esta tiene a evaporarse y a contaminar con su vapor a todo gas que se encuentra sobre ella. El vapor de agua ejerce tambin una presin por su parte, aunque, afortunadamente, es fcil saber su valor (el cual depende solo de la temperatura del agua liquida) y rstalo del valor de la presin total, segn la ecuacin:

Pgas= Patm + Pagua Pv(H2O)

3. Materiales: Regla de 60 cm.

Soporte universal

Tubo neuromtrico

Manguera de jebe

Tapn Termmetro

Ampolla de nivel de 250 ml

4. Procedimiento : Primero se instala el sistema como se ve en la figura n1. Luego verter agua dentro de la ampolla procurando de que no queden burbujas de aire en el camino.

Fig N2: Sistema listo para el experimento. Luego mover la ampolla unos centmetros deacuerdo a un punto de referencia tomado y verificamos si la altura de agua tanto en la ampolla como en el tubo neumomtrico quedan al mismo nivelo con un error menor de 0.1ml, si esto sucede est perfecto pero si no sucede verificar el sistema otra vez pues puede haber fuga de gas.

Fig N3: Verificacin del sistema Una vez verificado esto, mover la ampolla unos centmetros, anotando cada cambio y midiendo con la regla la altura de gas, tomar nota de todas las variaciones de altura.5. Clculos y resultados :

Datos de laboratorio del proceso isotrmico:Patm= 760mmHg

Densidad del agua kg/m3Presin de Vapor del agua a 22 OC : 19.827mmHg

Gravedad (g): 9.81 m/s2Para encontrar la presin a cada altura h utilizamos la siguiente relacin

Entonces la presin a una altura h sera:

Para h=11cm

Pgas=760mmHg + (1000)x(9.8)x(0.11)x(750x10-5)mmHg 19.827mmHg

Pgas=748.258 mmHgPgas=748.258 TorrPara h=18cm

Pgas=760mmHg + (1000)x(9.8)x(0.18)x(750x10-5)mmHg 19.827mmHg

Pgas=753.403 mmHgPgas=753.403 TorrPara h=-9.5cm

Pgas=760mmHg + (1000)x(9.8)x(-0.095)x(750x10-5)mmHg 19.827mmHg

Pgas= 733.190 mmHgPgas= 733.190 TorrPara h=-22cm

Pgas=760mmHg + (1000)x(9.8)x(-0.22)x(750x10-5)mmHg 19.827mmHg

Pgas= 724.003mmHgPgas= 724.003 Torr

Como sabemos el radio de tubo neumomtrico que es 0.7cm, y adems sabemos la altura alcanzada del gas a cada presin hallada, realizamos la siguiente operacin para hallar el volumen del gas:

Vol. Gas= (radio)2 x 3.14 x (altura del gas a cada presin)Con ello:

Volumen del gas A para h=0: 14.94ml

Altura de la Ampolla (cm)Altura del Gas

(cm)Presin del gas A(mmHg)Volumen del gas A(ml)PxV= CTE

1133.5748.258 51.543ml38567.537

1827.5753.40342.311ml31877.611

-9.553.5733.190 82.315ml60352.608

-2260724.003 92.316ml66837.061

Tabla N1: del volumen del gas, respeto a cada presin

GRFICO N1: Presin Vs Volumen

Hallamos la desviacin del producto PxV:Desviacin =[( PxV PxVmedia)/( PxVmedia)] Sabemos que PxVmedia = 49408.704PxVDesviacin Porcentual

38567.537-0.219

31877.611-0.354

60352.6080.221

66837.0610.352

Tabla N2: Desviaciones de PxVProceso isotrmico: Al Elevar la altura de la ampolla de nivel, expuesta a la superficie, la presin del agua se incrementa, por lo tambin la presin del gas (aire), tambin, por ello el volumen del gas (aire) disminuye.

Al disminuir la altura de la ampolla de nivel, expuesta a la superficie la presin del agua se reduce, por lo tanto la presin del gas (aire), tambin por ello el volumen del gas aumenta.6. Conclusiones : El gas que utilizamos en el experimento del proceso isotrmico cumple aproximadamente la ley de Boyle, ya que con los clculos realizados demostramos que el producto de PxV es aproximadamente una constante. Se puede concluir tambin, que el volumen de una cantidad determinada del gas (aire) disminuye cuando la presin aumenta.7. Recomendaciones : Tener puesto siempre los elementos de proteccin personal de laboratorio, en esta prctica eran necesarios: el mandil, zapatos, y los guantes.

Evitar el escape del gas (aire). No olvidar de medir el volumen del gas al inicio.8. Bibliografa : Fisicoqumica, Segunda edicin, Editorial Addison Wesley, Gilbert W. Castellan, pags: 53-59 Qumica Fsica, 8va Edicin, Editorial Panamericana, Atkins - De Paula,

pags :7-14

Pginas Web: http://www.cneq.unam.mx/cursos_diplomados/diplomados/medio_superior/ens_3/portafolios/fisica/equipo1/presion.htm

Fig. N1: Instalacin del sistema de experimentacin.

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