UNIVERSIDAD NACIONAL DE ANCASH

FACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTE

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA SANITARIA

CURSO: FISICOQUIMICA

PRCTICA N: 01

GASES

NOMBRE: JEAN PAUL LOPEZ JESS

CODIGO: 082.0704.036

FECHA DE EJECUCION: 03 09 2013

DOCENTE: ING. ALEJANDRO BARBA REGALADO

HUARAZ 10 09 2013

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CONTENIDO

Introduccin 03

Objetivos . 04

Fundamento terico . 04

Detalles experimentales 06

Procedimiento ... 07

Clculos y resultados 08

Discusin de resultados 09

Conclusiones y recomendaciones ... 09

Bibliografa ... 10

Apndice . 10

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INTRODUCIN

En el siguiente experimento llevado a cabo, la cual se titula gases, no es ms que una

introduccin importante a a la teora de gases ideales y reales; al estudio y anlisis de

los planteamientos de la teora de difusin de gases de Graham

Gas, sustancia en uno de los tres estados diferentes de la materia ordinaria, que son

el slido, el lquido y el gaseoso. Los slidos tienen una forma bien definida y son

difciles de comprimir. Los lquidos fluyen libremente y estn limitados por

superficies que forman por s solos. Los gases se expanden libremente hasta llenar

el recipiente que los contiene, y su densidad es mucho menor que la de los lquidos

y slidos.

Sin ms prembulos pasamos al desarrollo del siguiente informe, esperando estar a

la altura de sus expectativas.

El alumno

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I. OBJETIVOS

1.1 Objetivo General:

1.1.1.- Conocer las propiedades de los gases para su mejor

comprensin, como la densidad.

II. FUNDAMENTO TEORICO

2.1.- PRINCIPIOS TERICOS

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

2.1.1 Gases ideales.- Son aquellos en los cuales el volumen ocupado por las molculas es insignificante respecto al volumen total y se ajustan a la ley de

los gases ideales y a la ecuacin de estado

PV = n.R. T .................................. (01)

2.1.2 Gases reales.- Presentan fuertes atracciones intermoleculares , siendo el volumen de las molculas significativo respecto al total, estos no se ajustan

a la ecuacin (01)

Existe una serie de ecuaciones, llamadas ecuaciones de estado entre ella

tenemos BERTHELOT que corrigen las desviaciones de la idealidad la

ecuacin de BERTHELOT es vlida para presiones cercanas a 1 atm.

PV = n.RT .. (02)

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1 1 6128

m TcxP TcPV TR

M PcxT T

= + -

En las ecuaciones (2) y (3):

M: peso molecular

m : masa de la sustancia

R : const. De los gases ideales

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.

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2.2 DENSIDAD DE LOS GASES.-

a. Densidad 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. La densidad ().-la densidad (p) de un gas se puede obtener de la relacin :

m PM

V RTr = = (4)

d. La ecuacin general de los gases

(A condiciones PV/T = Pcn Vcn / Tcn (A condiciones.......... (5)

del laboratorio.) normales )

2.2 Gas monoatmico.- Un gas monoatmico, como por ejemplo son los gases nobles tiene molculas formadas por un slo tomo. Eso a que la energa de

rotacin, al ser la molcula casi puntual, pueda despreciarse. As en los gases

monoatmicos la energa total est prcticamente toda en forma de energa

cintica de traslacin. Como el espacio es tridimensional y existen tres grados

de libertad de tralacin eso conduce de acuerdo con el teorema de equiparticin

a que la energa interna total U de un gas ideal monoatmico y su capacidad

calorfica CV vengan dadas por:

Donde T es la temperatura absoluta, N es el nmero de molculas de gas dentro del

sistema que estudiamos, n el nmero de moles, k la constante de Boltzmann y R la

constante universal de los gases ideales. As el calor especfico molar de un gas ideal

monoatmico es simplemente cv = 3R/2 o cp = 5R/2. Los gases monoatmicos reales

tambin cumplen las anteriores igualdades aunque de modo aproximado.

2.4 Gas Diatmico.- En un gas diatmico la energa total puede encontrarse en forma

de energa cintica de traslacin y tambin en forma de energa cintica de rotacin, eso

hace que los gases diatmicos puedan almacenar ms energa a una temperatura dada. A

temperatura prxima a la temperatura ambiente la energa interna y la capacidad

calorficas vienen dadas por:

Para temperaturas extremadamente altas, la energa de vibracin de los enlaces empieza

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a ser importante y los gases diatmicos se desvan algo de las anteriores condiciones. A

temperaturas an ms altas la contribucin del movimiento trmino de los electrones

produce desviaciones adicionales. Sin embargo, todos los gases reales como el

hidrgeno (H2), el oxgeno (O2), el nitrgeno (N2) o el monxido de carbono (CO),

cumplen a temperaturas ambiente moderadas las anteriores relaciones. Por tanto estos

gases tienen calores especficos o capacidades calorficas molares cercanos a cv = 3R/2.

2.5 Gases Poliatomicos.- El teorema de equiparticin para gases poli atmicos sugiere

que los gases poli atmicos que tienen enlaces "blandos" o flexibles y que vibran con

facilidad con q frecuencias, deberan tener una capacidad calorfica molar dada por:

(*)

Donde r mide los grados de libertad rotacionales (r = 1 para molculas lineales,

r = 2 para molculas planas y r = 3 para molculas tridimensionales). Sin

embargo estas predicciones no se cumplen a temperatura ambiente. La

capacidad calorfica molar aumenta moderadamente a medida que aumenta la

temperatura. Eso se debe a efectos cunticos que hacen que los modos de

vibracin estn cuantizados y slo estn accesibles a medida que aumenta la

temperatura, y la expresin (*) slo puede ser un lmite a muy altas

temperaturas. Sin embargo, antes de llegar a temperaturas donde esa expresin

sea un lmite razonable muchas molculas se rompen por efecto de la

temperatura, no llegando nunca al anterior lmite. Un tratamiento rigurso de la

capacidad calorfica requiere por tanto el uso de la mecnica cuntica, en

particular de la mecnica estadstica de tipo cuntico.

III. DETALLES EXPERIMENTALES

3.1 Materiales y Reactivos Materiales:

3.1.1 Equipo de Vctor Meyer para densidad de vapor.

3.1.2 Regla.

3.1.3 Mechero de bunsen.

3.1.4 Bombillas de jebe.

3.1.5 Trpode.

3.1.6 Vasos de precipitados de 50, 100 y 600 mL

3.1.7 Pipetas.

3.1.8 Capilar.

Reactivos:

3.1.9 Etanol (C2H5OH)

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IV. PROCEDIMIENTO

4.1.- Determinacin de la Densidad de Gases por el mtodo de Vctor Meyer

4.1.1 Instalamos el equipo como se muestra a continuacin en la fig. 01

Fig. 01

4.1.2 Mientras se estaba calentando el agua en la olla, se pes el capilar solo y despus con un par de gotas de etanol, caliente la ampolla, retire e

introduzca el capilar en un vaso que contenga una pequea porcin de la

muestra

4.1.3 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 0.2 ml. iguale los niveles y lea la bureta. Retire el tapn E y haga

que el nivel llegue nuevamente al punto inicial.

4.1.4 Rompa el extremo de la amolla introdzcala rpidamente en el tubo de vaporizacin B y coloque inmediatamente el tapn E a medida que baja el

nivel del agua deje de bajar.

4.1.5 Cierre rpidamente la llave F y espere 10 min. Tome la temperatura del agua en la pera, lea el nivel del agua en la bureta tomando referencia la lectura

realizada en d.

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V. CALCULOS Y RESULTADOS

5.1 DENSIDAD DE LOS GASES: corregir la presin manomtrica.

(

)

Dnde:

Pb*= presin manomtrica corregida

Pb=presin manomtrica

h=porcentaje de humedad

F=presin de vapor de agua a T. ambiente.

(

)

Pb*= 514,69 mmHg.

5.2

5.3 Por la ley de amagat

Vaire desplazado= v vo =2.0 13.2 =11,2 ml.

5.4 Por la ley de Dalton: determinar la presin de gas seco.

Ph=Pgs + Pv(H2O) A T C

Pb*=P(C2H5OH) + Pv(H2O) A (19 C)

P(C2H5OH) = Pb* - Pv(H2O) A (19 C)

P(C2H5OH) = 514,69 mmHg 16,48 mmHg P(C2H5OH) = 498,21 mmHg.

5.5 Corregir volumen de aire desplazado a C.N.

5.6 Densidad de etanol a C.N:

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5.7 Densidad terica del etanol a C.N. mediante la ecuacin de BERTHELOT.

*

(

)+

[

(

)]

Reemplazando los datos en la ecuacin tenemos:

VI. DISCUCION DE RESULTADOS

6.1 Por considerar de importancia del clculo de las densidades de gases siempre lo

mediremos con referencia de la temperatura y presin del ambiente Al tener en

nuestra mano estos clculos ser ms fcil la determinacin de las densidades pero

tericamente.

6.2 Ya que en la parte prctica o en la parte experimental este resultado no es cierto ya

que hay ciertos errores que lo varan por eso se determina presiones o temperaturas

corregidas para agregarle a la parte terica para as obtener un resultado verdico

6.3 Tericamente la densidad de una gas se puede obtener con ecuaciones determinadas

pero hay que tomar que cuenta que existe en la vida practica diferentes factores que

podran cambiar este resultado adems el error de uno mismo por eso es importante

tener mucho cuidado en la realizacin de estos experimentos.

VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

7.1 Durante la puesta en rgimen del equipo el aire que contiene el tubo de vaporizacin

se expande (el tubo de desprendimiento en este momento no debe estar sumergido en

la campana). Esto sucede hasta que la temperatura alcance un valor constante en todo

el equipo y el aire de todo el tubo se encuentre a la misma temperatura.

7.2 En la determinacin de la presin de vapor de los lquidos a temperaturas mayores

que la ambiental, se tiene que a mayor temperatura tendremos una menor presin,

esto significa que la presin de vapor es inversamente proporcional a la temperatura.

7.3 La temperatura ambiental no difiere de una temperatura incrementada con calor,

mientras haya un tubo de escape del vapor de agua, todo esto con respecto a que el

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nivel de mercurio este en equilibrio. Podemos deducir que el oxgeno presente en el

sistema influye a mantener el equilibrio del nivel del mercurio.

7.5 La recomendacin que se hace es que en el laboratorio cada mesa de trabajo cuente con todos los materiales y reactivos necesarios para el experimento, para

evitar as desorden y prdida de tiempo.

VIII. BIBLIOGRAFIA

8.1 FARRINGTON Daniels - Fisicoqumica 4ta Edit. Edit. Compaa Editorial -

Continental S.A. 1970

8.2 CASTELLAN Gilbert - Fisicoqumica 2da. Edit. Fondo Educativo

Interamericano. Espaa 1972

8.3 K.C. Rolle - 2da. Edit. Edit. - Interamericana Mxico, 1984

8.4 MARRON Y PRUTON - Fundamentos de Fisicoqumica,

Ediciones Limusa Mxico 1984.

APENDICE

Fig. 02 Equipo de Vctor

Meyer Instalado

Fig. 03 Capilar introducido

con el Etanol

Fig. 04 Nivelacin del agua entre la

Pera de decantacin y la Bureta

Fig. 05 Pesado del Capilar