DEMOSTRACIÓN DE LA LEY DE BOYLE OBJETIVOS
a) Demostrar experimentalmente que la ley de boyle; es una propiedad importante de los gases. b) Demostrar que, en los gases, el producto de la presión por el volumen es constante, si no varía la temperatura.
MARCO TEORICO
En general las moléculas de un gas se encuentran muy alejadas unas de otras. Se mueven al azar en todas las direcciones, chocando entre ellas mediante un movimiento caótico continuo que cubre todo el espacio dentro del recipiente en el cual se encuentra el gas. Se supone que el gas ejerce presión sobre las paredes del recipiente que lo contiene debido a que las moléculas del gas chocan con las paredes del mismo. La presión ejercida por un gas depende de dos factores: el número de moléculas por unidad de volumen y la energía cinética media de las mo léculas. Un cambio de alguno de estos factores modificara la presión del gas. Si el número de moléculas de un volumen constante aumenta, la presión se incrementa. Si el número de moléculas y el volumen permanecen constantes, pero aumenta la energía cinética de las moléculas, la presión también aumenta. Si el número de moléculas de un recipiente permanece constante, pero el volumen disminuye, la presión aumenta inversamente según el volumen disminuya, mientras la temperatura y la masa del gas se mantengan invariable. Esta es, en esencia, la primera de las leyes que describen el comportamiento del estado gaseoso. Se la conoce como ley de boyle y fue anunciada por Roberth Boyle en 1662, quien la dedujo a partir de la observación de datos experimentales. En los países latinos se la denomina “ley de boyle – mariotte” por qué este último investigador la anuncio independientemente en Francia 15 años más tarde. La ley de boyle se enuncia: “a temperatura constante, el volumen ocupado por una masa de gas es inversamente proporcional a la presión ejercida sobre el”
La expresión matemática de la ley es:
() . = , 1 1 = 2 2 = ,
=
DONDE: 1 , 1 presión y volumen iniciales 2 2 Presión y volumen finales
Utilizando dicha fórmula es posible conocer el volumen que ocupara un gas cuando se varíen las condiciones de presión inversamente, la misma ley permite calcular la presión cuando el volumen varía. Esto obviamente, siempre que sean conocidas las condiciones iniciales de presión y el volumen. Representando gráficamente la ecuación: () . = , (P vs V) se obtiene una curva denominada hipérbola equilátera o curva de las isotérmicas.
MATERIALES
un tubo anemométrico una ampolla de nivel (pera) una pinza una regla de madera de 50cm. Un soporte con pinzas tipo nueces Un termómetro Una manguera látex Dos papeles milimetrados
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Experimento N° 1
“comprobación de la ley de boyle – mariotte” 1. Una vez montado el equipo, se deja un volumen de aire menor que la graduación que presente el tubo neumometrico y se cierra este, para evitar la salida del aire. Luego se sube y se baja la ampolla de nivel para expulsar las burbujas de aire, que puedan encontrarse en la manguera látex. Asegúrese de que no haya escapes de aire en el equipo. 2. Para asegurar que todas las uniones están bien cerradas se hace descender y subir la ampolla de nivel y se observara si el nivel en el tubo neumometrico permanece constante. De detectarse algún escape es probable que se tenga que reemplazar el empalme de goma. Luego, dejar el equipo hasta que el agua se iguale a la temperatura ambiente. 3. Colocar la ampolla de nivel a una altura conveniente de tal modo que el agua que contiene enrase con el agua del tubo neumometrico 4. Levantar la ampolla hasta que la diferencia de niveles sea 40 cm. Medir dicha altura con una regla que se encuentra en la mesa de trabajo. Registrar el volumen ocupado por el gas. 5. Luego descender la ampolla por debajo del nivel de la mesa a una distancia de 40 cm. Registrar el volumen ocupado por el gas en dicha posición.
RESULTADO
Primeramente se midió el agua que se llenó en el tubo obteniendo: 20.5 ml. Para posteriormente se procedió a revisar si había fuga o no concluyendo que en el equipo no había ningún tipo de fuga. Luego midió el volumen del gas que estaba presente en el tubo el cual fue: 29.5ml, claro que no era el volumen total puesto que más adelante recién se midió el volumen muerto. Posteriormente se se subió la ampolla a 40 cm. Del nivel. Observamos que el volumen del gas se redujo en 1 cm. En seguida se bajó de nivel la ampolla pudiendo observar que el volumen del gas aumenta en 1 cm.
Finalmente se procedió a medir el volumen muerto obteniendo un total de 4 ml. Y también medimos la temperatura del experimento el cual resulto 21°C.
LEY DE GRAHAM DE LA DIFUSIÓN GASEOSA OBJETIVO
Estudiar y comprobar la propiedad de difusión de los gases de acuerdo a la ley de Graham. FUNDAMENTO TEORICO
En el estado gaseoso, las las moléculas se encuentran moviéndose desordenadamente y caóticamente en todas direcciones y tienen la propiedad de ocupar el volumen total del recipiente que las contiene. Las fuerzas de atracción entre moléculas son muy débiles. Los gases a diferencia de los sólidos se difunden o dispersan con mucha facilidad, aprovechando al máximo el espacio disponible para ello el fenómeno de difusión se define como la tendencia mostrada por una sustancia para extenderse a lo largo de todo el espacio aprovechable; tratándose de los gases, el termino difusión se aplica apropiadamente a la capacidad de las moléculas gaseosas para pasar a través de pequeñas aberturas, tales como paredes porosas de: globos, cerámica, metales, etc. Pero cuando el movimiento de las moléculas de un gas se realiza a través de las moléculas de otras clases de gases o entre dos gases diferentes uno hacia el otro, se denomina propiamente difusión. MATERIALES Y REACTIVOS
Un tubo de 40cm. De longitud de 8mm de diámetro interno. Dos tapones de goma N° 4 con perforaciones Un soporte Una pinza Algodón Una regla de 50 cm. Dos goteros con bulbo del 25 ml. Ácido clorhídrico concentrado en gotero Hidróxido de de amonio concentrado en gotero.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1. Instalar el equipo, teniendo en cuenta que el tubo este seco y limpio. Se puede usar como fondo una cartulina negra. 2. Colocar un pedazo de algodón en el orificio de cada tapón de jebe. 3. Agregar cuidadosamente sobre el algodón de uno de los tampones de jebe unas cuatro gotas de ácido clorhídrico concentrado, haciendo uso del gotero respectivo y otras cuatro gotas de hidróxido de amonio concentrado sobre el algodón del otro tapón de jebe. Ambas sustancias se volatilizan rápidamente. El hidróxido de amonio líquido se volatiliza en amoniaco gaseoso. 4. Colocar en forma simultánea, los tapones en cada extremo del tubo de vidrio para su difusión respectiva. 5. Observar cuidadosamente la superficie interna del tubo hasta ubicar el lugar de formación de un anillo blanco de cloruro de amonio. Retirar de inmediato los tapones y lavar con agua de caño para evitar la formación de humos blancos irritantes. 6. Ubicado el anillo, marcar en el tubo el lugar donde se formó el anillo y proceder a medir las distancias con una regla entre el anillo blanco y uno de los extremos del tubo.
7. Lavar, limpiar y secar el tubo de vidrio, luego repetir el experimento de dos a tres veces y trabajar con el promedio de resultados.
