Instituto politécnico nacional E.S.I.M.E Zacatenco I.C.E
Laboratorio de Química Aplicada
Grupo: 2CM11
No. De equipo: Eq. 4
Practica No. 1 lee! de lo! l o! "a!e!
#$te"ra$te!:
“Granados Muciño Mauricio” %er$&$de' (amíre' Gerardo )*ila (ebollo Ale+a$dro Ale+a$dro Albarr&$ C,a*e! (icardo
Pro-e!ora Gabriela
Elaboraci$: /ue*e! 0 de abril de 21
3b+eti*o: El alum$o demo!trara lo! dato! obte$ido! e$ el laboratorio la! lee! de 5ole C,arle!6Ga Lu!!ac le combi$ada del e!tado "a!eo!o.
Co$!ideracio$e! terica!:
Propiedades Generales de los gases. El e!tado "a!eo!o e! el me$o! de$!o m&! m*il de lo! tre! e!tado de la materia. 7$ !lido tie$e u$a e!tructura rí"ida !u! partícula! perma$ece$ pr&cticame$te e$ po!icio$e! -i+a!. Cua$do u$ !lido ab!orbe !u-icie$te calor !e -u$de !e *uel*e líquido. La -u!i$ tie$e lu"ar porque la! mol8cula! 9o io$e! ,a$ ab!orbido e$er"ía !u-icie$te para !alir de la e!tructura rí"ida de la red cri!tali$a del !lido. La! mol8cula! o io$e! del líquido tie$e$ m&! e$er"ía que la que te$ía$ cua$do e!taba$ e$ el e!tado !lido e!to lo percibimo! por !u maor mo*ilidad. E$ el e!tado líquido la! mol8cula! !e ma$tie$e$ u$ida! e$tre !í. Cua$do el líquido ab!orbe m&! calor la! mol8cula! co$ maor e$er"ía e!capa$ de la !uper-icie del líquido pa!a$ al e!tado "a!eo!o el m&! m*il de la materia. La! mol8cula! "a!eo!a! !e de!pla'a$ a *elocidade! mu alta! !u e$er"ía ci$8tica e! mu "ra$de. La *elocidad media de la! mol8cula! de ,idr"e$o a 3;C !upera lo! 1 < metro! 91 milla por !e"u$do. La! me'cla! de "a!e! !e di!tribue$ de ma$era u$i-orme de$tro del recipie$te que la! co$tie$e. La mi!ma ca$tidad de u$a !u!ta$cia ocupa u$ *olume$ muc,o maor como "a! que como líquido o !lido. Por e+emplo 1 mol de a"ua 91=.2 " tie$e u$ *olume$ de 1=mL a 4;C. E!ta mi!ma ca$tidad de a"ua ocuparía alrededor de 22 4 mL e$ e!tado "a!eo!o u$ i$creme$to de *olume$ de m&! de 1 2 *ece!. Podemo! !upo$er co$ ba!e e$ e!ta di-ere$cia de *olume$ que 91 la! mol8cula! de "a! e!t&$ relati*ame$te !eparada! 92 lo! "a!e! puede$ comprimir!e de ma$era co$!iderable 90 el *olume$ que ocupa u$ "a! e! e$ !u maor parte e!pacio *acío.
Ga! e$ u$ recipie$te
Ley de Boyle Por medio de e>perime$to! (obert 5ole 91<2?61<@1 determi$ la relaci$ e$tre la pre!i$ 9P el *olume$ 9 de u$a ca$tidad dada de "a!. E!ta relaci$ e$tre P !e co$oce como le de 5ole. A temperatura co$!ta$te 9B el *olume$ 9 de u$a ma!a -i+a de "a! e! i$*er!ame$te proporcio$al a la pre!i$ 9P lo cual !e e>pre!a como: E!ta ecuaci$ i$dica que a ma!a temperatura co$!ta$te! el *olume$ e! i$*er!ame$te proporcio$al a la pre!i$. Cua$do aume$ta la pre!i$ de u$ "a! !u *olume$ di!mi$ue *ice*er!a. Ca$do 5ole duplic la pre!i$ de u$a ca$tidad e!pecí-ica de "a! ma$te$ie$do co$!ta$te la temperatura el *olume$ !e redu+o a la mitad del *olume$ ori"i$al cua$do triplic la pre!i$ del !i!tema el $ue*o *olume$ era u$ tercio del *olume$ ori"i$al a!í !uce!i*ame$te. u traba+o demo!tr que el producto del *olume$ por la pre!i$ e! co$!ta$te !i $o *aría la temperatura: P co$!ta$te o P F 9a ma!a temperatura co$!ta$te! Demo!traremo! e!a le utili'a$do u$ cili$dro que tie$e u$ pi!t$ mo*ible para que el *olume$ del "a! del cili$dro !e pueda modi-icar al cambiar la pre!i$ e>ter$a. Damo! por !e$tado que $o cambia$ la temperatura $i el $mero de mol8cula! "a!eo!a!. #$iciamo! co$ u$ *olume$ de 1 mL a 1 atm de pre!i$. Cua$do cambiamo! la pre!i$ a 2 atm la! mol8cula! "a!eo!a! !e acerca$ m&! e$tre !í el *olume$ !e reduce a mL. Cua$do aume$tamo! la pre!i$ a 4 atm el *olume$ *ie$e a !er de 2 mL. 3b!er*a que el producto de la pre!i$ por el *olume$ e! el mi!mo $mero e$ cada ca!o lo que comprueba la le de 5ole. Podemo! decir que P11P22 Cua$do aume$ta la pre!i$ el *olume$ di!mi$ue mie$tra! que !i la pre!i$ di!mi$ue el *olume$ aume$ta.
Ley de Carles E$ 1?=? /acF C,arle! e!tudi por primera *e' la relaci$ e$tre el *olume$ la temperatura de u$a mue!tra de "a! a pre!i$ co$!ta$te ob!er* que cua$do !e aume$taba la temperatura el *olume$ del "a! tambi8$ aume$taba que al e$-riar el *olume$ di!mi$uía. Cua$do aume$tamo! la temperatura del "a! la! mol8cula! !e mue*e$ co$ m&! rapide' tarda$ me$o! tiempo e$ alca$'ar la! parede! del recipie$te. E!to quiere decir que el $mero de c,oque! por u$idad de tiempo !er& maor.
E! decir !e producir& u$ aume$to 9por u$ i$!ta$te de la pre!i$ e$ el i$terior del recipie$te aume$tar& el *olume$ 9el 8mbolo !e de!pla'ar& ,acia arriba. Lo que C,arle! de!cubri e! que !i la ca$tidad de "a! la pre!i$ perma$ece$ co$!ta$te! el cocie$te e$tre el *olume$ la temperatura !iempre tie$e el mi!mo *alor. Matem&ticame$te podemo! e>pre!arlo a!í:9El cocie$te e$tre el *olume$ la temperatura e! co$!ta$te upo$"amo! que te$emo! u$ cierto *olume$ de "a! 1 que !e e$cue$tra a u$ atemperatura B1 al comie$'o del e>perime$to. i *ariamo! el *olume$ de "a! ,a!ta u$ $ue*o *alor 2 e$to$ce! la temperatura cambiar& a B2 !e cumplir&:
Ley de Gay! Lussac /. L. Ga6Lu!!ac 91??=61= -ue u$ químico -ra$c8! que particip e$ el e!tudio de la! relacio$e! *olum8trico de lo! "a!e!. e $ece!ita$ tre! *ariable! 9pre!i$ P *olume$ o temperatura B para de!cribir determi$ada ca$tidad de u$ "a!. La le de 5ole P F relacio$a la pre!i$ co$ el *olume$ a temperatura co$!ta$te la le de C,arle! Fit relacio$a el *olume$ co$ la temperatura a pre!i$ co$!ta$te. 7$a tercera relaci$ do$de i$ter*ie$e$ pre!i$ temperatura a *olume$ co$!ta$te e! u$a modi-icaci$ dela le de C,arle!. H al"u$a! *ece! !e llama le de Ga Lu!!ac: La pre!i$ de u$a ma!a -i+a de "a! a *olume$ co$!ta$te e! directame$te proporcio$al a la temperatura Fel*i$:
Leyes co"#inadas$ Cua$do la temperatura la pre!i$ cambia$ al mi!mo tiempo el *olume$ $ue*o !e debe calcular multiplica$do el *olume$ i$icial por la! relacio$e! correcta! de pre!i$ temperatura como !i"ue: olume$ -i$al %olume$ i$icial& %(elaci$ de pre!io$e! & %(elacio$e! de temperatura& E!ta ecuaci$ combi$a la! lee! de 5ole de C,arle! !e debe$ u!ar la! mi!ma! co$!ideracio$e! para la! relacio$e! de pre!i$ temperatura e$ lo! c&lculo!. La! cuatro *ariacio$e! po!ible! !o$ la! !i"uie$te!:
1. Ba$to B como P ori"i$a$ u$ aume$to de *olume$.2.Ba$to B como P ori"i$a$ u$a di!mi$uci$ de *olume$.0.B cau!a u$ aume$to de *olume$ P ori"i$a u$a di!mi$uci$ de *olume$.4.B cau!a u$a di!mi$uci$ de *olume$ P ori"i$a u$ aume$to de *olume$ De ,ec,o !e puede$ e>pre!ar la! relacio$e! de P B para u$a determi$ada ma!a de cualquier "a! como u$a !ola ecuaci$ P#B F. De e!ta ecuaci$ !e puede de!pe+ar cualquiera de la! !ei! *ariable! e! til para ma$e+ar la! relacio$e! de pre!i$6*olume$6temperatura de lo! "a!e!. 3b!er*a que cua$do B e! co$!ta$te 9B# B2 obte$emo! la le de 5ole cua$do P e! co$!ta$te 9P# P2 obte$emo! la le de C,arle! cua$do e! co$!ta$te 9# 2 obte$emo! la le de Ga6Lu!!ac.
Material reacti*o!: 1 *a!o de precipitado de 2cm 0 1 A"itador 2 pe!a! de plomo i$t.1.=2 cm. 1 mec,ero 1 a$illo. Bela de a!be!to 1 pi$'a u$i*er!al. 1 +eri$"a de pl&!tico "raduada de2 cm 0 ,erm8ticame$te cerrado. 1 termmetro. 1 pi$'a! para *a!o de precipitado!
De!arrollo E>perime$tal: Primera parte 1. Mo$te la +eri$"a como !e i$dica e$ la -i"ura 1.
2. pre!io$e li"erame$te el embolo e!te re"re!ara a u$ *olume$ i$icial o corre!po$die$te a u$a pre!i$ i$icial Po.
Po' P()* PE"#olo a te"peratura a"#iente 0. po$"a arriba del embolo la pe!a ma! pequeIa co$ precauci$ pre!io$ eli"erame$te el embolo re"re!ara a !u *olume$ 1 corre!po$die$te a u $a pre!i$ P1.
P+' P,* Ppesa + 4. quite la pe!a pequeIa po$"a la m&! "ra$de pre!io$e li"erame$te a$ote 2 para u$a pre!i$ P2.
P-' P,* Ppesa . por ltimo co$ precauci$ po$"a la! do! pe!a! a$ote 0 para u$a pre!i$ P0.
P' P,* PPesa
SEG/0(1 P234E +. mo$te la +eri$"a como !e i$dica e$ la -i"ura 2 procura$do que el $i*el del a"ua e!te arriba del *olume$ del aire de la +eri$"a. Pre!io$e li"erame$te tome el *olume$ o corre!po$die$te a u$a temperatura Bo que !er& la temperatura ambie$tal del a"ua para u$a pre!i$ Po co$!ta$te
-. cale$tar a"ua co$!ta$te ,a!ta 4;C pre!io$e li"erame$te a$ote el *olume$ 1 corre!po$die$te a u$a B1
. co$ti$u8 cale$ta$do a"ita$do a$ota$do lo! *olme$e! a temperatura de <;C =;C temperatura de ebullici$ del a"ua.
BE(CE(A PA(BE 1. !e i$icia de i"ual -orma que la !e"u$da parte. 2. calie$te a"ita$do ,a!ta 4;C po$"a la pe!a c,ica oprima li"erame$te tome el *olume$ 1 corre!po$die$te a la temperatura B1 a la pre!i$ P1 0. co$ti$u8 cale$ta$do ,a!ta <;C po$"a la pe!a "ra$de tome el *olume$ 2 a la temperatura B2 a la pre!i$ P2
. Cue!tio$ario Llene la tabla de datos y resultados siguientes. Masa del embolo = 8grs.
(D)iametro del embolo=1.82cm (r)adio del embolo=D/2=1.82cm/2=0.91cm (A)embolo= (r)2= (0.91cm) 2= 2.!0cm2 "embolo=#/Area=(Masa)(gra$edad)/Area=((8grs) (981cm/s2))/2.!0cm2=%018.&!1'%8&!1'%8dinas/cm2
"0="D#"embolo=%018.&!1'%8&!1'%8dinas/cm20.9*10!d/cm2= 782618.4615dinas/cm2
"D#= '8'mm+g (1.01%*10!d/cm2)/!0mm+g=0.7797x106dinas/cm2
"1=212.9grs "2=%98.1grs "%="1"2=!11grs
"resion1="0"1=82!18.&!1'dinas/cm2((212.9grs) (981cm/s2)/2.!0cm2)= 82!18.&!1'dinas/cm280%28.80!92%0!9 dinas/cm2= 862947.2691923077dinas/cm2
"resion2="0"2=82!18.&!1'dinas/cm2((%98.1grs) (981cm/s2)/2.!0cm2)= 82!18.&!1'dinas/cm21'020!.192%0!92% dinas/cm2= 932824.6538076923dinas/cm2 "resion%=,0,%=82!18.&!1'dinas/cm2((!11grs) (981cm/s2)/2.!0cm2)= 82!18.&!1'dinas/cm22%0'%'dinas/cm2=1013153.4615dinas/c m2
Primera parte "=dinas/cm2
-(cm%)
"-(erg)
82!18.&!1'dinas/cm2
10cm%
82!18.&!1'
8!29&.2!9192%0din
9cm%
!!'2'.&22%0!9
as/cm2 9%282&.!'%80!92%din
8cm%
&!2'9.2%0&!1'%8
as/cm2
101%1'%.&!1'dinas/cm2
cm%
0920&.2%0'
Segunda Parte B;C
[email protected] 4 < @ @2
B;J
[email protected] 010 000 00 0<
9cm0 1 1 11 12 10
KB 9cm0KB .0424 .
[email protected] .000 .
[email protected]@ .0<1
4ercera Parte 45C 9,5C ;,5C
456 +6 6
7%c"& :c"
8!29&.2!9192%0din
P784%erg86& +;<9-.+-,+=;-+,=erg8
>c"
as/cm2 9%282&.!'%80!92%din
6 --9+,.-,+>:-==>:erg8?
P%dinas8c"-&
as/cm2
G31)IC1S$
[email protected] (E
[email protected]$ ISA4E3MICA
[email protected] (E C13LESP3ACESA$ ISAB13ICA
;. conclusin Apre$dimo! que el e!tado "a!eo!o e! u$ e!tado di!per!o de la materia e! decir que la! mol8cula! del "a! e!t&$ !eparada! u$a! de otra! por di!ta$cia! muc,o maore! del tamaIo del di&metro real de la! mol8cula!. H (e!uelta e$to$ce! que el *olume$ ocupado por el "a! 9 depe$de de la pre!i$ 9P la temperatura 9B.H co$ e!to comprobamo! la! lee! de 5ole C,arle! Ga6 Lu!!ac combi$amo! la! lee!. *imo! que a medida que aume$ta la pre!i$ el *olume$ di!mi$ue. H que a medida que aume$tamo! la temperatura el *olume$ aume$ta.
BIBLIAG31)I1$ LIB3A$ u$dame$to! de química 1/4A3$ Morri! %ei$ u!a$ Are$a E(I4A3I1L$ B,om!o$ E(ICIA0: u$d8cima P1GI01S$ 2<1 2
