Ciencias Fisicoquimica Esc. de Educ. Tecnica N° 2 Trabajo N° 3
Laboratorio n 1 de Fisicoquimica
-
Upload
juan-david-montes -
Category
Documents
-
view
218 -
download
0
Transcript of Laboratorio n 1 de Fisicoquimica
7/24/2019 Laboratorio n 1 de Fisicoquimica
http://slidepdf.com/reader/full/laboratorio-n-1-de-fisicoquimica 1/10
La Ley de Boyle – INFORME N°1 – UNTELS - 20151
INTRODUCCION
Llamada también ley de Boyle y Mariotte debido a que Edme Mariotte, físico
francés llego a la misma conclusión que Robert Boyle (166!, "ublicando el
resultado de sus traba#os $asta 16%6&En el a'o de 166 Boyle mediante sus
e"erimentos llega a la conclusión que la "resión de una gas en un reci"iente
cerrado es in)ersamente "ro"orcional a su )olumen, cuando la tem"eratura es
constante&
*+E- Los gases fluyen como los líquidos, y "or esta ra.ón ambos se llaman
fluidos& La diferencia "rinci"al entre un gas y un líquido es la distancia entre sus
moléculas& En un gas, las moléculas est/n ale#adas y libres de las fuer.as de
co$esión que dominan sus mo)imientos como en la fase líquida o sólida& us
mo)imientos tienen menos restricciones& 0n gas se e"ande en forma indefinida, y
llena el es"acio que tenga dis"onible& ólo cuando la cantidad de gas es muy
grande, "or e#em"lo en la atmósfera de la ierra o en una estrella, las fuer.as de
gra)edad sí limitan la forma de la masa de un gas&
7/24/2019 Laboratorio n 1 de Fisicoquimica
http://slidepdf.com/reader/full/laboratorio-n-1-de-fisicoquimica 2/10
La Ley de Boyle – INFORME N°1 – UNTELS - 20152
OBJETIVOS
2robar e"erimentalmente la )alide. de la ley de Boyle y obtener las
"resiones de aire&
3onocer el mane#o de algunos equi"os que utili.amos "ara reali.ar nuestro
e"erimento& 4eterminar la relación "resión 5 )olumen mediante una gr/fica&
7/24/2019 Laboratorio n 1 de Fisicoquimica
http://slidepdf.com/reader/full/laboratorio-n-1-de-fisicoquimica 3/10
La Ley de Boyle – INFORME N°1 – UNTELS - 20153
MARCO TEORICO
En 167 Robert Boyle fabricó una bomba de )acío moti)ado "or la lectura sobre
los e"erimentos de 8on *ueric9e sobre el )acío& 3on este dis"ositi)o conocido
como motor de Boyle mostró que el sonido se transmitía como una )ibración en el
aire, )erificó la afirmación de *alileo sobre la caída libre inde"endiente del "eso,
mostró que la columna de mercurio en el barómetro de orricelli se reducía a cero
cuando se "onía en una c/mara de )acío&
Los e"erimentos que $i.o sobre el )acío lo lle)aron al estudio de los gases lo que
le "ermitió en 166 establecer la de"endencia entre la "resión y el )olumen de
cualquier gas&
El gas
+ los líquidos y gases se les conoce como fluidos "orque tienen la ca"acidad de
fluir :;, en este sentido los líquidos y gases son "arecidos& in embargo tienen
sus diferencias, una de las m/s im"ortantes es que la distancia entre las
moléculas es menor en los líquidos y e"erimentan fuer.as que e#ercen otras
moléculas circundantes&
En un gas las moléculas est/n muy ale#adas unas de otras y "ueden mo)erse
libremente entre cada c$oque& +simismo los c$oques entre las moléculas de un
gas son el/sticos, lo cual significa que si una de ellas gana energía en el c$oque,
la otra la "ierde de modo que la energía cinética del con#unto de moléculas no
cambia& En la figura 1 se ilustra la diferencia entre un gas y un líquido tomando en
consideración las distancias intermoleculares
7/24/2019 Laboratorio n 1 de Fisicoquimica
http://slidepdf.com/reader/full/laboratorio-n-1-de-fisicoquimica 4/10
La Ley de Boyle – INFORME N°1 – UNTELS - 20154
El gas ideal
ean ", 8 y , la "resión, el )olumen y la tem"eratura de un gas contenido en un
reci"iente< estas )ariables se encuentran )inculadas entre sí y a la ecuación que
las relaciona se le llama ecuación de estado que "or lo general es muycom"licada& 2ero en el caso de que el gas se mantenga a ba#as "resiones lo que
significa ba#a densidad, se encuentra e"erimentalmente que la ecuación de
estado es muy sim"le&
La mayor "arte de los gases a tem"eratura ambiente y "resión atmosférica se
com"ortan como si fueran gases ideales
Ley de Boyle
La "resión dentro de un balón de b/squetbol, inflado y listo "ara #ugar, es mayor
que la "resión atmosférica& +sí también la densidad del aire que se encuentra
dentro del balón es mayor que la densidad del aire de afuera& 2ara e"licar esa
relación se considera que el aire est/ com"uesto "or moléculas que se mue)en
continuamente al a.ar de manera que c$ocan con las "aredes del balón, estos
im"actos "roducen una fuer.a que da la im"resión de un em"u#e constante& Esta
fuer.a "romedio "or unidad de /rea es la que "ro"orciona la "resión del aire
encerrado en el balón&
Entonces tenemos que si $ay el doble de moléculas en el mismo )olumen, la
densidad del aire ser/ el doble, y si las moléculas se mue)en con la misma
ra"ide. "romedio, es decir, se encuentran a la misma tem"eratura, entonces el
doble de moléculas c$ocar/ con la su"erficie del balón, lo cual significa que la
"resión aumenta al doble& i aumentamos al tri"le el n=mero de moléculas en las
mismas condiciones que antes entonces la "resión también se tri"lica, etc& +sí
"ues tenemos que la "resión (2! es directamente "ro"orcional a la densidad (>!, 2
? >&
@tra forma de du"licar la densidad es reduciendo el )olumen del aire a la mitad,
"ara lo cual se "one el aire en una #eringa de manera que se "ueda cambiar el
7/24/2019 Laboratorio n 1 de Fisicoquimica
http://slidepdf.com/reader/full/laboratorio-n-1-de-fisicoquimica 5/10
La Ley de Boyle – INFORME N°1 – UNTELS - 20155
)olumen f/cilmente& En este caso se tiene el mismo n=mero de moléculas "ero
aumenta el n=mero de c$oques "ues las distancias se reducen de manera que la
"resión también aumenta al doble& i el )olumen disminuye a la tercera "arte
entonces la "resión crece tres )eces y así $ay muc$os otros e#em"los que
describen esta reacción&
Entonces, se tiene que si la densidad es "eque'a la "resión es in)ersamente
"ro"orcional al )olumen "ara una masa de gas que se mantiene a tem"eratura
constante& + esta obser)ación se le conoce como la ley de Boyle y simbólicamente
se "uede escribir como 2A 18< o bien 28 AC, donde C es una constante, 2 es la
"resión y 8 es el )olumen ocu"ado "or el gas&
Esta constante C es la que se calcula tra)és de dos formas diferentes de obtener
los datos de "resión y )olumen&
7/24/2019 Laboratorio n 1 de Fisicoquimica
http://slidepdf.com/reader/full/laboratorio-n-1-de-fisicoquimica 6/10
La Ley de Boyle – INFORME N°1 – UNTELS - 20156
MATERIALES Y EQUIPOS
+"arato de BoyleD Mariotte, el cual consta de una #eringa y un manómetro&
PROCEDIMIENTO
1& +brir la lla)e que "ermite la entrada de aire al a"arato de Boyle, lle)ando el
embolo $asta la línea que marca el )olumen de 1ml&& Luego cerrar la lla)e "ara im"edir que el aire que se encuentra en el interior
del a"arato de Boyle esca"e&F& e "roceder/ a reducir el )olumen de manera constante em"u#ando el
embolo&G& +notar los cambios del )olumen de aire y las distintas "resiones que
mostrara el manómetro durante la com"resión&& Elaborar los gr/ficos 2D8 y 2D18&
CALCULOS Y RESULTADOS
7/24/2019 Laboratorio n 1 de Fisicoquimica
http://slidepdf.com/reader/full/laboratorio-n-1-de-fisicoquimica 7/10
La Ley de Boyle – INFORME N°1 – UNTELS - 20157
1& 3uadro HI1, datos obtenidos de manera e"erimental de la "resión y
)olumen&
P(mmHg) V(ml)
760mmHg 1 ml
790mmHg 7 ml
810mmHg 7 ml
830mmHg J ml
850mmHg J ml
870mmHg % ml
875mmHg % ml
880mmHg 6 ml
*rafica HI1
60 65 70 75 80 85 90 95 100 105700
750
800
850
900f!" # 3697$67 !%&0$34R' # 0$92
P vs V
P () VP*+,- P () V"
VOLUMEN
P
R
ES
I
O
N
2ara encontrar la relación entre esas )ariables (2resion y 8olumen! se $ace
un cambio de )ariable y se tra.a la gr/fica de la "resión en función de 18,la cual se muestra en la gr/fica HI&
& 3uadro HI, datos obtenidos e"erimentalmente de "resión y la in)ersa de
)olumen "ara "oder $allar el )alor de C&
7/24/2019 Laboratorio n 1 de Fisicoquimica
http://slidepdf.com/reader/full/laboratorio-n-1-de-fisicoquimica 8/10
La Ley de Boyle – INFORME N°1 – UNTELS - 20158
P(mmHg) 1/V(ml)
760 &1
790 &1
810 &111
830 &11J
850 &1
870 &1FF
875 &1GF
880 &1G
*rafica HI
7407607808008208408608809000$01
0$01
0$01
0$01
0$02
f!" # 0! & 0$02R' # 0$89
P vs 1/v
P () 1.V
L/,- P () 1.V"
1/V
PRESION
7/24/2019 Laboratorio n 1 de Fisicoquimica
http://slidepdf.com/reader/full/laboratorio-n-1-de-fisicoquimica 9/10
La Ley de Boyle – INFORME N°1 – UNTELS - 20159
enemos de la gr/fica HI la siguiente ecuación-
Y =4×10−5 x−0.0216
4onde el )alor de &16 se des"recia "or ser muy "eque'o quedando la
siguiente e"resión en función de la "resión e in)ersa del )olumen&
P=4×10−5
( 1
V ) eg=n Boyle 28A C , con lo cual des"e#ando el )alor de 18 en la ecuación
anterior tenemos que el )alor de 9 es-
PV = K =4×10−5mmHgml
DISCUSIONES
La ley de BoyleD Mariotte establece que, a tem"eratura constante la "resión
multi"licada con el )olumen de un gas "ermanecen constantes& En la "resenta
"r/ctica de laboratorio no se obtu)ieron )alores eactos que com"rueben esta ley,
estos errores "udieron darse "or los siguientes incon)enientes-
•Reali.ar la "r/ctica r/"idamente&
• Mala utili.ación del a"arato de BoyleD Mariotte&
• Equi"o mal calibrado&
• Error en la toma de datos&
7/24/2019 Laboratorio n 1 de Fisicoquimica
http://slidepdf.com/reader/full/laboratorio-n-1-de-fisicoquimica 10/10
La Ley de Boyle – INFORME N°1 – UNTELS - 201510
CONCLUSIONES
eg=n los datos obtenidos de mostramos la Ley de Boyle y 3oncluimos que
reduciendo el )olumen de aire la "resión aumenta &2ara un )olumen de aire
de 1<7<7<J<J<%<%<6<6<< ml& @btenemos las "resiones de
<1<<%<7<11<11<1<1F<1<1%<1 mmKg sin contar la "resión
atmosferica& eg=n los resultados obtenidos "odemos concluir que de manera
e"erimental $emos corroborado efica.mente la ley de Boyle&
BIBLIORAA
B,,,- $ A$ 2008"$ La Ley de Boyle.
M, C$ $ 2006"$ LEY DE BOYLE: RELAION !RESION-"OLUMEN EN
#ASES. C/:: :, M,!/;*$
T*--,) C$ $ 2010"$ La ley de Boyle$ el a%al&'&' de do' e()e*&+e%,o'.
;<-=);> EDVCATIO P?YSICORVM$