Universidad de los Andes Escuela de Química Facultad de Ciencias Laboratorio de Fisicoquímica
INFORME PRÁCTICA N°10 TERMOMETRÍA DE GASES Márquez Z. Ronald unio !" de !#$"
RESUMEN %e estudi& las 'resiones e(ercidas 'or los )ases *elio + di&,ido de carbono a $#cm-) $#cm-) + $" cm-) a 'artir 'artir de las di/erentes di/erentes tem'erat tem'eraturas uras00 *ielo *ielo ambiente ambiente + va'or. va'or. 1bservándose 1bservándose en cada uno de ellos com'ortamientos com'ortamientos di/erentes a medida que se cambia las tem'eraturas. %e obtuvieron errores 'ara el C1 ! a va'or0 $#cm-) $#2 + a $"cm-) $3324 'ara la ambiente a $#cm-) #52 + a $"cm-) 5$2 + 'ara el *elio se obtuvieron obtuvieron a va'or0 $#cm-) "2 + a $"cm-) $524 'ara la ambiente a $#cm-) 62 + a $"cm-) 52.
DATOS EXPERIMENTALES
7resi&n del laboratorio0 835$6 9
#$: mm-) m'erat atur ura a ;em'er
del del
labo labora rato tori rio0 o0
8!$9$:
Tabla abla N°# Presio Presioes es !el !i$%i! !i$%i!o o !e &arboo Ambiente -ielo va'or
8#9$: 9$:
Tabla Tabla N°1 Presioes !el "elio Ambiente -ielo va'or
$#cm) $#5 6> $#3
$"cm-) $"$ $@5 $65
$#cm-) $#! 6@ $$=
$"cm-) $"$ $@5 !$$
O'SER(ACIONES
Al aumentar aumentar la tem'eratura tem'eratura la 'resi& 'resi&n n en el man&me man&metro tro cero cero aument& tambin. Al colocar el bulbo en el baBo de *ielo *ielo la ;em'eratu m'eratura ra desciend desciende e *asta # C. El equi'o tenía una 'equeBa /u)a de )as no mu+ notoria.
CÁLCULOS
El )as utilizado 'ara realizar los cálculos a continuaci&n es el *elio a $#cm-) + =>
;em'eratura a'ro,imada0
?D!r ⇒?! ?onde ? corres'onde al diámetro del tubo + r el radio del mismo 0,08 mm 2
×
l mol
P)+o !e .a,or
(ol)*e *)er+o
r=
´ =175,4918 V
1 cm 10 mm
=0,004 cm
T r =
T r =
Pr P0
×T
106 mmHg 97 mmHg
× 360 K
2
v =π r h
T r =393,40 K
?onde re'resenta al volumen muerto +
h la lon)itud del tubo.
Fa&+or !e &orre&&i$ A/A 0 v
=3,1415 × (0,004 cm)2 × 95 cm −3
v =4,77 × 10 cm
3
P − P 0 v A 1 × + 3 αT − ( B− B0 ) =1+ ´ A 0 Pr V V ?&nde0
(ol)*e e el ,)+o -ielo
7D 7resi&n cuando ebulle el sistema 7oD 7resi&n cuando se introduce *ielo
A $# cm-)
al sistema 7rD 7resi&n atmos/rica
D volumen muerto D volumen del
P0 1 = ´ R T 0 V
´= V
v
bulbo
GD
5!,$#H3
8$:4
´ =¿ V
volumen molar en el 'unto de *ielo ID coe/iciente virial a !$C< del *elio IoD coe/iciente virial a #C< del *elio 8!:
R T 0 P0
( 106 −97 ) mmHg 4 × 10 A × =1+ 631,9 mmHg 0,1 A 0
−6
-aciendo las res'ectivas conversiones de unidades se tiene0
lxatm × 273 K molxK ´= V 1 atm 9,7 cmHg× 10 mmHg× 760 mmHg 0,082
A =0,9498 A 0
(
−6
+ 3 × 3,2 x 10
× 233,
Te*,era+)ra Correi!a T corr
=
P r P 0
Tcorr =
×T ×
A A 0
9 6 mmHg 97 mmHg
× 360 Kx 0,9498 =373,65
%e realizaron los mismos cálculos 'ara las distintas 'resiones + 'ara los dos )ases estudiados cu+os resultados se re'ortan en la si)uiente tabla J<5.
Tabla N° Gas2 Di$%i!o !e Carboo (ol)*e e T&orr A / Ao el ,+o -ielo 3eb)lli&i$6 3eb)lli&i$6 3L/*ol6 376
Presi$ ii&ial 340516 &*"
3a*bie+e6
$#
#>5@>$
#"33@
!!$@335
55"$>@=
$"
#"@5>!
#"$55
$#$#>3"
5$$5!$!
!#!56=$
565"3"6 5!5"#!!
5!$=>@! 5#5$"!5
A / Ao
T&orr 3a*bie+e 6 376 !6@565 =
Gas2 "elio $## $"#
#6"#@" $##@=6
$##@3> $##@">
$>"@6$= $#"$!=$
Error ,or&e+)al !el CO #
Error ,or&e+)al !el "e
;em'eratura corre)ida de ebullici&n a $#cm-)
;em'eratura corre)ida de ebullici&n a $#cm-)
2ED
2ED
¿ 335,1748 −373,15 ∨
¿ x 100=10 373,15
¿ 393,5659 −373,15 ∨
¿
¿
373,15
x 100=5
¿
;em'eratura corre)ida de ebullici&n a $"cm-)
;em'eratura corre)ida de ebullici&n a $"cm-)
2ED
2ED
¿ 311,3212−373,15 ∨ ¿
¿ 373,15
x 100
=16,6
¿ 323,5022−373,15∨ ¿
¿ 373,15
=13
x 100
;em'eratura corre)ida de ambiente a $#cm-)
;em'eratura corre)ida de ambiente a $#cm-)
2ED
2ED
¿ 294,3938 −295 , 15∨
¿ x 100=0,3 295,15
¿ 321,8742 −295,15 ∨
¿
¿ x 100=9 295,15
¿
;em'eratura corre)ida de ambiente a $"cm-)
;em'eratura corre)ida de ambiente a $"cm-)
2ED
2ED
¿ 202,3981−295,15∨ ¿
¿ 295,15
x 100
=3 1
¿ 303,1523−295,15 ∨ ¿
¿ 295,15
x 100
=3
DISCUSI8N DE LOS RESULTADOS
el *elio
tendrán
un
com'ortamiento
bastante cercano al ideal. Lo )ases ba(o ciertas condiciones de tem'eratura + 'resi&n sus molculas interaccionan solo dbilmente entre sí sin
/ormar
enlaces
moleculares
ado'tando la /orma + el volumen del reci'iente que las contiene + tendiendo a se'ararse esto es e,'andirse todo lo 'osible 'or su alta ener)ía cintica. Los )ases son /luidos altamente com'resibles que e,'erimentan
)randes
de densidad con
la
tem'eratura.
Las
cambios
'resi&n
+
molculas
la que
constitu+en un )as casi no son atraídas unas 'or otras 'or lo que se mueven en el
vacío
a
)ran
velocidad
+
mu+
se'aradas unas de otras.
Los
sino
que
estudiados
son
molculas en continuo movimiento que colisionan elásticamente entre sí + contra las 'aredes del reci'iente. Al calentarse el
)as
esta
ener)ía
calorí/ica
se
convierte en ener)ía cintica de las molculas es decir las molculas se mueven con ma+or velocidad 'or lo que el nmero de c*oques contra las 'aredes del reci'iente aumenta en nmero + ener)ía. Lo contrario ocurre al descender la tem'eratura las molculas disminu+en su velocidad debido a que disminu+e su ener)ía cintica im'licando que las molculas se muevan mu+ lentamente dentro del sistema.
Los )ases reales no se e,'anden in/initamente
)ases
lle)aría
un
momento en el que no ocu'arían más volumen. Esto se debe a que entre sus 'artículas +a sean átomos como el *elio + la ma+oría de los )ases se establecen
Los
errores
obtenidos
en
la
'ráctica se debieron a que el equi'o de termometría tenía una 'equeBa /u)a de )as im'licando errores sistemáticos en la 'ráctica.
unas /uerzas bastante 'equeBas debido a los cambios aleatorios de sus car)as electrostáticas
a
las
que
CONCLUSIONES
se
llama /uerzas de an der Kaals . 7or eso se utiliza -elio 'ara termometría de )ases +a que los )ases nobles al ser molculas monoat&micas + tener mu+ ba(a reactividad sobre todo
%e utiliz& *elio +a que es un )as real lo que im'lica que no se e,'ande in/initamente lo q lo *ace
un
)as
ideal
termometría de )ases.
'ara
la
%e
obtuvieron
si)ni/icativos en la 'ráctica +a que se observ& que el sistema tenía una 'equeBa /u)a de )as. aumentar la tem'eratura Al 8ener)ía cal&rica: es convertida en ener)ía cintica lo que *ace que las molculas aumente su velocidad. Al descender la tem'eratura las molculas
disminu+en
su
velocidad debido a que disminu+e su ener)ía cintica.
'I'LIOGRAFÍA
errores
%*oemaer ?. N. 8!##6:. E,'eriments in '*+sical C*emistr+. JeO Por0 Mac)raOH -ill. 7á) @=H"= 7ara las constantes de I + Io a !$C<0 *tt'0OOO.cbe.bu//alo.edu'eo'l e'd/7ub.(s'idD5#!@ *tt'0termodinamica.us.estecnic asmaterialtermometria.'d/ . Consultado el !5 de (unio de !#$" *tt'0es.Oii'edia.or)OiiLe+d eNa+HLussac. Consultado el !5 de (unio de !#$"
C I E N C I AS UNIVERSIDAD DE LOS ANDES MERIDA
VE N E Z U E LA