Informe de Fisico Quimica (Densidad de Gases)

5/28/2018 Informe de Fisico Quimica (Densidad de Gases)

1/19

UNIVERSIDAD NACIONALSANTIAGO ANTNEZ DE MAYOLO

FISICOQUIMIC 1

CONTENIDO

Introduccin Objetivo Principios tericos Detalles del experimento Materiales y reactivos Procedimiento Clculos y resultados Discusin de los resultados Conclusiones y recomendaciones Bibliografa Apndice


2/19


FISICOQUIMIC 2

INTRODUCCION

La presente prctica de laboratorio tiene como objetivo el determinar la Densidad de un

lquido que es voltil. Por el mtodo de Vctor Meyer .para la realizacin de la prctica

se hace necesario utilizar el equipo de Vctor Meyer el cual trabajara a condiciones

normales es decir de ambiente. Al terminar este experimento estaremos en la capacidad

de resolver cualquier tipo de problemas que se asemejan


3/19


FISICOQUIMIC 3

OBJETIVO

Estudiar las propiedades ms importantes de los gases. Tales como: densidad, capacidad

calorfica y difusin


4/19


FISICOQUIMIC 4

PRINCIPIOS TEORICOS

LEY DE BOYLE O MARIOTTE:

En 1.662 Robert Boyle, cientfico ingls, promulg la relacin matemtica que existe

entre el volumen y la presin de una cantidad dada de gas a temperatura constante.

Boyle encerr una cantidad de aire en el extremo de un tubo en U empleando como

fluido mercurio, como lo muestra la Figura 4.4 En este experimento la presin que

existe en el aire encerrado es igual a la presin atmosfrica ms la presin ejercida por

la altura (h) de la columna de mercurio. Al verter ms Hg al tubo se aumenta la presin

sobre el gas se observa que el volumen disminuye.

Boyle, en sus experimentos, descubri que el producto del volumen por la presin,

cuando la masa y temperatura permanecen constantes, es un valor aproximadamente

constante.

En trminos generales la ley de Boyle puede enunciarse as: El volumen ocupado por

una determinada masa de gas, cuando la temperatura se mantiene constante, es

inversamente proporcional a la presin que se ejerce sobre l.

Matemticamente se expresa as:

VP 1

Si se introduce una constante de proporcionalidad k,

V = kP.1

y multiplicando medios por extremos,

PV = k

Donde:

V = volumen ocupado por el gas

P = presin

k = constante de proporcionalidad, depende de la naturaleza del gas.

La ecuacin anterior nos ensea que si en un punto dado la presin y el volumen son P1

y V1 y en otro punto P2 y V2, si la masa y la temperatura se mantienen constante, se

debe

Cumplir:


5/19


FISICOQUIMIC 5

P1V1 = k

P2V2 = k

1.- GAS.- Se denomina as, a aquel fluido que no tiene forma ni volumen definido.Generalmente se comportan de 2 formas:

a) GASES IDEALES: son aquellas en los cuales el volumen ocupado por lasmolculas , es insignificante respecto al volumen total y se ajustan a la ley de los

gases ideales y a la ecuacin de estado

PV = nRT (1)

b) GASES REALES.- elvolumen ocupado por las propias molculas. Es

significativo respecto del volumen total del gas. Adems, se considera como

factor importante la atraccin intermolecular. El comportamiento de estos gases

obedecen a presiones altas y temperaturas relativamente bajas. Para estudiar el

comportamiento de los gases reales existen un conjunto de ecuaciones de estado,

entre ellas tenemos de la de Berthelot, que corrige desviaciones de la idealidad.

La ecuacin de Berthelot, es vlida para presiones cercanas a 1 atm:

PV = NRT .(2)

....(3)

En las ecuaciones (2) y (3):

M: Peso molecular

m: Masa de la sustancia

R: Constante de los gases ideales


6/19


FISICOQUIMIC 6

R: Correccin para la desviacin de la idealidad.

P, V, T: Presin, volumen y temperatura del gas.

Pc, Tc: presin y temperatura criticas del gas

Los vapores de sustancias que no son gases a temperaturas ordinarias suelen

encontrarse en este tipo.

2.-DENSIDADES DE LOS GASES:

Para determinar la densidad de un material, es necesario conocer el peso

especfico de cada material, es decir la relacin que existe entre (N/m3), esto es

la masa multiplicada por la gravedad entre elvolumen que ocupa; por otra parte

es necesario mencionar que la densidad es la relacin que existe entre la masa de

un material y el volumen que ocupa y sus unidades son diferentes a las del peso

especfico, ya que estn dadas en (kg/m3).las unidades de densidad y peso

especfico se pueden expresar en la unidades delsistema ingls.

Para lo anterior tenemos lo siguiente:

Entonces de acuerdo a la formula anterior, podemos hacer una relacin con la frmula

de losgases ideales, lgicamente sabiendo losprincipios de los gases ideales se hace la

siguiente relacin, entonces tenemos:

Entonces tenemos:
http://www.monografias.com/trabajos5/volfi/volfi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/termodi/termodi.shtml#teohttp://www.monografias.com/trabajos6/etic/etic.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/etic/etic.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/termodi/termodi.shtml#teohttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/volfi/volfi.shtml


7/19


FISICOQUIMIC 7

Pero trabajando con un sistema particular, en este caso de gases, tenemos lo siguiente:

= densidad delgas;m= masa del gas; V= volumen del sistema; PM= pesomolecular del gas;R= constante universal de los gases; P= presin del sistema y T=temperatura del

sistema. Todas lasvariables con sus unidades correspondientes. Adems de esto

sabemos que la densidad de un gas esta en proporcin directa a la presin e inversa a la

temperatura la densidad de los gases se puede rescribir de presin inicial y presin final

esto es:

Usando las formulas anteriores, podemos determinar la densidad de un gas, a

continuacin se presentan una serie deprocedimientos,que se realizan, para

determinadosexperimentos,estos tambin van ligados para la determinacin de la

densidad de un gas.

a) ABSOLUTA.- Relacin entre la masa por unidad de volumen.b) DENSIDAD RELATIVA.-Relacin de la densidad de una sustancia con

respecto a la de un gas de referencia.

c) DENSIDAD La densidad () de un gas se puede obtener a partir de la

relacin
http://www.monografias.com/trabajos10/gase/gase.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/guiainf/guiainf.shtml#HIPOTEShttp://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/cuasi/cuasi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/cuasi/cuasi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/guiainf/guiainf.shtml#HIPOTEShttp://www.monografias.com/trabajos10/gase/gase.shtml


8/19


FISICOQUIMIC 8

= = (4)

d) la ecuacin general de los gases

(Acondicionesdel laboratorio) = (a condiciones normales) (5)

3.-RELACIN DE CAPACIDADES CALORFICAS DE LOS GASES:

Capacidad calorfica de gases.-

Es la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de una sustancia en

un grado. Hay dos tipos de capacidad calorfica: a presin constante y a volumen

constante. La relacin entre ambas, conocida como Depende de si el gas es

mono, di o poliatomico y puede ser determinada experimentalmente mediante el

mtodo de Clment y Desormes, realizando en el sistema, primero una

expansin adiabtica, y luego un calentamiento a volumen constante; para un

sistema de este tipo se cumple:

Y si el cambio de presin es pequeo, sabiendo que

4.-DIFUSION GASEOSA:

A una temperatura dada, la energa cintica de cualquier par de molculas es

la misma. De este principio se deduce la ley de Graham de la difusin la


9/19


FISICOQUIMIC 9

velocidad de difusin de gas es inversamente proporcional a la raz cuadrada de

su respectivo peso molecular o de su densidad. La expresin matemtica es:

DETALLES DEL EXPERIMENTO

1.- MATERIALES Y REACTIVOS:

MATERIALES.-

Equipo de Vctor Meyer, para la densidad del vapor Balanza analtica Ampolla de vidrio Termmetro Equipo para relacin de capacidades calorficas por el mtodo de

Clment y Desormes

Vasos d precipitacin de 50, 100 y 500 ml. Pipetas, etc.

REACTIVOS.-

Lquido orgnico voltil, hidrxido de amonio concentrado, cido clorhdrico,

concentrado, baln deCO2u otro gas


10/19


FISICOQUIMIC 10

2.- PROCEDIMIENTO

2.1.-Determinacion de la densidad de un gas por el mtodo de VctorMeyer:

Instale el equipo como se muestra en la figura

Coloque en la chaqueta de calentamiento agua de cao, hasta 2/3 de suvolumen (A), manteniendo cerrada la llave de la bureta F y abierto eltapn E, lleve el agua a ebullicin durante 10mim.

Mientras se est calentando agua, pese una ampolla de vidrio hasta las 10milsimas de gramo, caliente la ampolla, retire e introduzca el capilar en

un vaso que contenga una pequea porcin de la muestra, enfri y

repita la operacin hasta introducir de 0.1 a 0.2gr de muestra, pese y si

ha logrado el peso adecuado al pesar, selle el capilar, djelo enfriar y

pselo nuevamente con exactitud. Abra la llave de la bureta, nivele el agua hasta la marca inicial con la

pera C. Coloque el tapn E, observe el descenso del volumen y si este no

flucta en ms de 0.2ml, iguale los niveles y lea la bureta. retire el tapn

E, y haga que el nivel llegue nuevamente al punto inicial.

Rompa el extremo de la ampolla, introdzcala rpidamente en el tubo devaporizacin B y coloque inmediatamente el tapn E. a medida que baja


11/19


FISICOQUIMIC 11

el nivel del agua en la bureta iguale el de la pera, hasta que el nivel del

agua deje de bajar.

Cierre rpidamente la llave F y espere 10mim tome la temperatura delagua en la pera lea el nivel del agua en la bureta, tomando referencia la

lectura realizada en D.

2.2.-RELACION DE CAPACIDADES CALORIFICAS POR EL MTODO

DE CLEMENT Y DESORMRS:

Armar el equipo.Abra A, y cierre B permitiendo el paso del gas por el baln hasta tener un

desnivel aproximado de 10cm en el manmetro de agua, cierre B y lea la

diferencia de altura exacta h1en el manmetro.

Abra rpidamente B y cirrela en el momento en el que ambas ramas delmanmetro se crucen.

Deje que se estabilice el lquido manomtrico y lea la nueva diferencia dealturas h2.

Repita con diferencias de alturas iniciales de aproximadamente 15, 20 y25.


12/19


FISICOQUIMIC 12

CALCULOS

1.- DATOS DEL EXPERIMENTO:

A) DATOS PARA DENSIDAD DE GASES.

a = 0.9868g, : peso del capilar

b = 1.1596g, : peso del capilar ms la muestra

T(amb)= 19c, T(amb): temperatura ambiente

T(eb.H2O)= 90oc, T(eb.H2O): temperatura de ebullicin del agua.

Volumen del vapor desplazado: B) DATOS PARA CAPACIDADES CALORFICAS.

Primera medicin:

h1= 5cm h2= 1.6cm

segunda medicin:

h1= 9.25cm h2= 1.1cm

tercera medicin:

h1= 14.7cm h2= 2.45cm

cuarta medicin:

h1= 19.4cm h2= 2.5cm

quinta medicin:

h1= 24cm h2= 2.9cm

2.-DENSIDAD DE LOS GASES:

peso del etanol: volumen del vapor desplazado por la vaporizacin del etanol:

presin a condiciones del laboratorio o presin baromtrica:

(segn la tabla n 01), TebH2O= 90c, Pb= 525.8mmHg

presin del vapor de agua a condiciones de laboratorio.(segn la tabla N 02), Tamb= 16c, F = 13.63mmHg

humedad del aire en Huaraz: h = 5%


13/19


FISICOQUIMIC 13

correccin de la presin baromtrica: Donde: presion baromtrica corregida y presin baromtricaF: presin del vapor de agua a temperatura ambiente.

h: % de humedad de aire.

,

correccin del volumen del vapor del etanol desplazado por laevaporacin a condiciones normales:

de la ecuacin N (5),

calculo de la densidad terica del vapor del etanol a condicionesnormales, usando la ecuacin de Berthelot.

[ {

}] [ {}]

Donde:

M: masa molar del etanol (M = 46.07g.mol-1)

TC: temperatura critica del etanol (TC= 516.1K)PC: presin critica del etanol (PC= 63.3atm)

P: presin baromtrica (P = 51209878mmHg)

T: temperatura ambiente (T = 289K)

R: constante universal de los gases. (0.08205atm.l.mol-1k-1)


14/19


FISICOQUIMIC 14

{ }

determinacin de la densidad del gas a condiciones normales: (de laecuacin N 4)

3.-CAPACIDADES CALORFICAS:

, para primer medida:

, para segunda medida

, para tercera medida


15/19


FISICOQUIMIC 15

, para cuarta medida

, para quinta medida

Promedios:

TABLA DE RESULTADOS:

para densidad de gases.

512.9878mmHgVCN 16.2592ml

25.5ml 1.3115g.l-1 0.0106g.(ml)-


16/19


FISICOQUIMIC 16

para capacidades calorficas.

1.2182

2.25CV 10.3116

CP 12.5616

DISCUSION DE RESULTADOS

Para poder calcular la densidad de un gas se puede utilizar el mtodo de VctorMeyer.

El mtodo de Vctor Meyer consiste en volatizar el peso conocido de unamuestra liquida y medir en un eudimetro el volumen de aire que es desplazado

por el vapor de dicha muestra (equipo de Vctor Meyer ) a condiciones de

temperatura y presin conocidas

el lquido cuyo peso molecular se determina va encerrado en una pequeaampolla de vidrio, que es vaca primero, luego se llena con el alcohol, se sella y

por ltimo se pesa de nuevo. Esta diferencia de pesos nos da el peso de la

muestra. Se lleva esta muestra al porta muestras, se deja caer la muestra para q la

ampolla se rompa y se libere el vapor que se desplaza por el tubo neumometrico(goma) en proporcin igual al de los vapores formados a la temperatura del tubo

interior.

El error del experimento lo radica en la lectura del volumen desplazado por lavaporizacin del etanol.

El error tambin se ha cometido por el uso de los termmetros descalibrados.


17/19


FISICOQUIMIC 17

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones:

la densidad del vapor del etanol, segn el experimento realizado es de0.0106g.ml-1.

La relacin de las capacidades calorficas (

) del gas en nuestro

experimento es de 1.2182.

El Cpy CVque sale de los clculos del experimento es de 12.5616 y10.3116 respectivamente.

Recomendaciones:

Se debe de tener mucho cuidado al momento de manipular los equiposdel laboratorio por q estos son muy frgiles.

Se debe de tener en cuenta q no se debe de jugar al momento de hacer lasprcticas de laboratorio.

Se tiene q tener cuidado al manipular el termmetro ya q esteinstrumento es muy costoso y tambin muy frgil.

Los datos deben de ser tomados con un cuidado especial por q de otromodo los clculos nos saldrn errneos.


18/19


FISICOQUIMIC 18

BIBLIOGRAFIA

Libro de fsico qumica de Pons Musso GUIA DE LABORATORIO http://www.google.com.pe/search?hl=es&q=presion+barometrica&meta

=

http://books.google.com.pe/books?id=yinGhHba9tAC&printsec=frontcover&dq=DENSIDAD+DE+GASES+%22METODO+DE+VICTOR+ME

YER%22#PPA10,M1
http://www.google.com.pe/search?hl=es&q=presion+barometrica&metahttp://www.google.com.pe/search?hl=es&q=presion+barometrica&metahttp://www.google.com.pe/search?hl=es&q=presion+barometrica&metahttp://www.google.com.pe/search?hl=es&q=presion+barometrica&meta


19/19


FISICOQUIMIC 19

Informe de Fisico Quimica (Densidad de Gases)

Documents

Transcript of Informe de Fisico Quimica (Densidad de Gases)