PRCTICA NO. 5.

MEZCLA DE GASES

COMPETENCIA:A partir de los datos de presin, volumen y temperatura, inicial y final, obtenidos, en la realizacin de la prctica; determinar lo que se pide en el cuestionario.

INTRODUCCIN:Una simple sustancia pura es aquella cuya composicin qumica es uniforme y constante, una mezcla homognea de gases podra parecer, desde el punto de vista termodinmico o macroscpico, una sustancia pura, y sus propiedades podran formularse en la misma forma que para un simple gas. Un ejemplo importante para este tipo de sustancia pura es el aire seco. La mezcla de deja de ser pura cuando, por razones de un cambio de fase o reacciones qumicas, la composicin qumica de la mezcla deja de ser constante y uniforme. Por ejemplo el aire hmedo no es una sustancia pura en cualquier proceso en la cual la condensacin o vaporizacin de la humedad ocurre.Para ciertas mezclas de gran importancia (aire seco, aire hmedo, ciertos productos de la combustin) los datos termodinmicos estn disponibles, pero para muchas mezclas con la cual el ingeniero tiene trato, es necesario comprobar las propiedades de la mezcla a partir de la composicin de la mezcla y las propiedades de los componentes.

MATERIAL Y EQUIPO:Un soporte universal.Una pinzas de tres dedos.Un termmetro.Un matraz kitazzato de 500 ml.Un manmetro de mercurio.Una esptula.Un tapn horadado.Una jeringa de 5 ml con aguja.

REACTIVOS:Perxido de hidrgeno de 11 volmenes, H2O2.Permanganato de potasio, KMnO4.

PROCEDIMIENTO:1. Poner una pizca de KMnO4 dentro del matraz kitazzato.1. Colocar el termmetro en el tapn monohoradado.1. Con mucho cuidado atravesar la aguja de la jeringa en el tapn.1. Colocar el tapn en el matraz apretndolo.1. Sujetar el matraz con la pinzas y colocarlo en el soporte.1. Conectar el manmetro al matraz.1. Introducir 3 ml de aire al matraz con la jeringa y comprobar que no hay fuga.1. Una vez comprobado lo anterior; medir la temperatura, la presin manomtrica y la presin baromtrica.1. Introducir 3 ml de perxido de hidrgeno al matraz.1. Anotar la temperatura y presin manomtrica obtenidas.1. Medir el volumen interior del matraz.

CUESTIONARIO:1. Escribe los siguientes datos obtenidos en la realizacin de la prctica: Presin baromtrica, Presiones manomtricas y temperaturas iniciales y finales, y el volumen medido del matraz. Presin baromtrica: 68.8 Hg Presin manomtrica inicial: 13 CmHg Presin manomtrica final: 14.7 CmHg Temperatura inicial : 27C Temperatura final:29C Volumen medido del matraz: 600 ml

1. Calcula la presin absoluta inicial y la final del sistema. Presin absoluta inicial:

Pab= Patm+Pman=Pab= 68.8CmHg+13cmHg = 81.8CmHgPab dada en mmHg= 818mmHgpab dada en kpa =109.05 kpa

Presin absoluta final:

Pab= patm+pman =Pab= 68.8CmHg+14.7CmHg= 83.5CmHgPab dada en mmHg= 835mmHgPab dada en kpa= 111.32kpa

1. Define los siguientes trminos: presin, presin manomtrica, presin baromtrica, presin absoluta.

Presin: la presin se define como una fuerza normal que ejerce un fluido por unidad de rea. Se habla de presin solo cuando se trata de gas o lquido, mientras que la contraparte de la presin en los slidos es el esfuerzo normal. Puesto que la presin se define como la fuerza por unidad de rea, tiene como unidad el newton por metros cuadrados (N/m2). Tambin conocida como pascales (Pa) es decir, 1 Pa = N/m2.

Presin manomtrica: Se llama presin manomtrica a la diferenciaentre la presin absoluta o real y lapresin atmosfrica.Se aplica tan solo en aquellos casos en los que la presin es superior a la presin atmosfrica, pues cuando esta cantidad es negativa se llamapresin de vaco.Muchos de los aparatos empleados para la medida depresiones utilizan la presin atmosfrica como nivel de referencia y miden la diferencia entre la presin real o absoluta y la presin atmosfrica, llamndose a estevalorpresin manomtrica. Los aparatos utilizados para medir la presin manomtrica reciben el nombre de manmetros y funcionan segn los mismos principios en que se fundamentan losbarmetros de mercurio y los aneroides. La presin manomtrica se expresa bien sea por encima o por debajo dela presin atmosfrica.

Presin baromtrica: la presin atmosfrica se denomina por lo comn como presin baromtrica, la cual se mide mediante un dispositivo conocido como barmetro. El italiano Evangelista Torricelli (1608-1647) fue el primero en aprobar de manera concluyente que la presin atmosfrica se puede medir al invertir un tubo lleno de mercurio en un recipiente con mercurio y abierto a la atmosfera

Presin absoluta: Es la presin de un fluido medido con referencia al vaco perfecto o cero absolutos. La presin absoluta es cero nicamente cuando no existe choque entre las molculas lo que indica que la proporcin de molculas enestadogaseoso o lavelocidadmolecular es muy pequea. Ester termino se cre debido a que la presin atmosfrica varia con la altitud y muchas veces los diseos se hacen en otros pases a diferentes altitudes sobre el nivel del mar por lo que un trmino absoluto unifica criterios.

1. Con los datos del estado inicial, calcula la cantidad de aire encerrado en el sistema (matraz), el volumen especfico y el volumen especfico molar.R= Cantidad de aire encerrado en el sistema:

Volumen especifico del aire:

Datos:Presin en su estado inicial : 13CmHg= 17.33 kpaRu del aire= 0.2870 kpa.m3/kmol.KT= 27C = 300.15K.

V= Ru.T/P = 4.97m3 Volume especifico molar :

1. Con los datos del estado final, calcula la cantidad de mezcla (aire y oxgeno liberado por el perxido) encerrado en el sistema (matraz), el volumen especfico y volumen especfico molar.1. Calcula la cantidad en gramos de oxgeno desprendido, la composicin Molar y la composicin msica de la mezcla, as como el peso molecular medio de la mezcla.Cantidad de oxgeno en gramos

1. En el estado final calcula la presin parcial del oxgeno y del nitrgeno y el volumen parcial ocupado para cada uno de ellos.

1. Define que es un gas ideal y qu un gas real.R=

Gas ideal: un gas ideal se define como aquel cuyas molculas se encuentran lo suficientemente alejadas, de forma tal que el comportamiento de una molcula no resulta afectada por la presencia de otras. Una situacin hallada a densidades bajas. Tambin se mencion que los gases reales se aproximan mucho a este comportamiento cuando se encuentran a bajas presiones o a altas temperaturas respecto a sus valores de punto crtico.

Gas real: el gas real es aquel que posee un comportamiento termodinmico y que no sigue la misma ecuacin de estado de los gases ideales. Los gases se consideran reales a presiones elevadas y poca temperatura. En condiciones normales de presin y temperatura, en cambio; los gases reales suelen comportarse en forma cualitativa del mismo modo que un gas ideal.

1. Explica si la mezcla aire oxgeno, es un gas real o ideal.R= El aire puede considerarse un gas ideal. Los gases ideales son gases conformados por partculas puntuales, sin atraccin ni repulsin entre ellas y cuyos choques son perfectamente elsticos (se conserva el momento y la energa cintica). Empricamente, se observa una serie de relaciones entre la temperatura, la presin y el volumen que dan lugar a laley de los gases ideales. El aire se trata convenientemente de un gas ideal en el intervalo donde el nitrgeno y oxigeno se comportan como gases ideales. Sin embargo, cuando una mezcla de gases est compuesta por gases reales (no ideales) la prediccin del comportamiento P-V_T de la mezcla se vuelve bastante ardua.

1. Explica que tipo de proceso se llev a cabo en el experimento y porqu.

1. Escribe tus observaciones y conclusiones.

Observaciones: En esta prctica se puede observar que la presin baromtrica se encuentra a 68.8CmHg luego se cundo le 3 ml de aire al sistema (matraz) la presin manomtrica sube a 13CmHg y la temperatura se encontr a 27C, despus cuando se le suministran los 3 ml de KMno4 desprende oxgeno y se observa que la presin sube a 14.7 CmHg y la temperatura sube a 29C. , se observa que al colocar el agua oxigenada con el KMno4 tomo un color negro.