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Universidad Nacional de Ingeniería Facultad de Ingeniería Mecánica

Departamento Académico de Ciencias Básicas, Humanidades y Cursos Complementarios Curso: Química I (BQU01)

INFORME DE LABORATORIO N°5

GASES SECCIÓN

F

NOTA

Responsable del Grupo:

CASTILLO MARAVI, Edwin Moisés

Apellidos y nombres de los Integrantes del Grupo

Código

CASTILLO MARAVI, Edwin Moisés GUERRERO PINEDA, Javier Enrique

20191421K 20204183K

1. COMPROBACIÓN DE LA LEY DE BOYLE - MARIOTTE El estado de un gas que se comporta idealmente se define por la Ley de los Gases ideales, PV=nRT, de acuerdo con esta Ley para una cierta cantidad de un gas a temperatura constante el producto de PxV=constante. En una mezcla gaseosa la presión ejercida por cada uno de los componentes se denomina presión parcial y depende del número de moles existentes en el recipiente. 1.1.

DATOS Temperatura del laboratorio Presión de vapor del agua a la temperatura del laboratorio Presión barométrica en el laboratorio (mmHg) Presión manométrica (cm de agua) 200 150 100 0 -50 -100 -150

1.2.

18°C 15.5 mmHg 654 mmHg

Volumen de aire (en cm3) 25.0 26.0 27.5 30.5 32.4 34.5 37.0

CÁLCULOS

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Presión aire seco (mmHg) 785.5588235 748.7941176 712.0294118 638.5 601.7352941 564.9705882 528.2058824

1.3.

Volumen aire seco (mL) 25 26 27.5 30.5 32.4 34.5 37

Presión x Volumen (mmHg x mL) 19638.97059 19468.64706 19580.80882 19474.25 19496.22353 19491.48529 19543.61765

PROMEDIO

19527.71471

1/V 0.04 0.038461538 0.036363636 0.032786885 0.030864198 0.028985507 0.027027027

RESULTADOS Traza la curva P versus V experimental con los puntos obtenidos de la experiencia del laboratorio y la curva P versus V considerando la función PV= constante (promedio obtenido de la experiencia). Haga las 2 curvas en el mismo plano P-V.

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La presión y la temperatura de una masa gaseosa que se mantiene encerrada en un recipiente rígido son directamente proporcionales. Si aumenta la temperatura aumenta la presión. 1.4.

CONCLUSIONES El producto de la presión y la temperatura nos da aproximadamente una constante, es aproximadamente porque en el laboratorio siempre hay pequeños errores. La presión y la inversa de la presión son directamente proporcionales.

2. DETERTERMINACIÓN DEL VOLUMEN MOLAR DE CO2 A C.N El volumen molar es el volumen que ocupa una mol de cualquier gas en condiciones normales de temperatura y presión y equivale a 22.4 litros. Condiciones normales: Temperatura =0°C =273K Presión =1 atm = 760 mmHg El volumen molar contiene el número de Avogadro de moléculas del gas. 2.1.

DATOS Temperatura del laboratorio Presión de vapor del agua a la temperatura del laboratorio Presión barométrica en laboratorio Volumen CO2 Masa de bicarbonato de sodio Cantidad de Vinagre

20°C 17.5 mmHg 752 mmHg 44 mL 0.148 gramos En exceso

La ecuación química de la reacción es:

2.2.

CÁLCULOS Presión de CO2 seco Moles de CO2

734.5 mmHg 1.7618*10-3 mol

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Cambio del volumen, de la condición de laboratorio a la condición normal:

2.3.

RESULTADOS Volumen molar de CO2 a condiciones normales

Porcentaje de error 2.4.

22.4889 L/mol

0.3969 %

CONCLUSIONES El agua desciende cuando el gas CO2 llena el tuvo. Al reaccionar el vinagre con el bicarbonato de sodio también se produce vapor de agua.

3. COMPROBACION DE LA LEY DE GRAHAM: DIFUSIÓN Y EFUSIÓN GASEOSA La Ley de Graham establece que las velocidades de efusión y difusión son inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus respectivas masas molares. Grafique el experimento correspondiente indicando los datos indicados en el experimento:

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La ecuación química de la reacción que ocurre al momento en que los gases reaccionan es:

Al colocar los tapones de NH3(concentrado) y HCl(concentrado) en forma simultanea buscamos que a través del tubo los gases se difundan en el mismo intervalo de tiempo y en el punto donde se encuentran los gases se formara el {NH4Cl} que se manifiesta por la aparición de {} que es de color {}. El gas que se difunde desde el tapón donde se colocó NH3(conc) es el {} y lo hace con {} velocidad que el blanco. 3.1.

DATOS Tubo en posición horizontal Distancia recorrida Tiempo (min) (cm) 20 (NH3) 3:42 10.5 (HCl)

3.2.

CÁLCULOS

3.3.

RESULTADOS Porcentaje de error

Tubo en posición vertical Distancia recorrida Tiempo (min) (cm) 24 1:40 16

29.9959% P á g i n a 7 | 10

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3.4.

CONCLUSIONES En el presente experimento pudimos analizar la ley de difusión y efusión de Graham. Pudimos ver que luego de haber sido colocados los tapones en un determinado tiempo los gases entran en contacto y reaccionan dando a la formación de un gas de color blanco el mismo que nos sirvió de indicador. Ahora pudimos notar que el NH3 recorría mayor espacio, es decir era mayor su velocidad de difusión, cosa que en los cálculos teóricos queda demostrado también al recibir una relación mayor a 1, sin embargo; existe un error porcentual del 30% aproximadamente, demasiado grande. Esto puede deberse a que las medidas no fueron las correctas, además, se puede tener en cuenta el tiempo empleado antes de colocar los tapones, que no fueron colocados simultáneamente los tapones, entre otros posibles factores.

4. CONCLUSIONES FINALES DE LA PRÁCTICA DE LABORATORIO Como se pudo observar en los experimentos: En el primero se demostro que a temperatura y numero de moles constante la presion y el volumen son inversamente proporcionales (ley de Boyle). En el segundo experimento utilizando la fórmula de gases ideales se pudo determinar el volumen molar del CO2. En el tercero se demostró que la velocidad de difusión de 2 sustancias es inversamente proporcional a las raíces cuadradas de sus respectivas masas molares. 5. CUESTIONARIO 5.1. ¿Qué establece la ley de Boyle? Esta ley establece que en un sistema aislado en el cual la temperatura es constante, la presión de un gas y su volumen tiene una relación inversa. 5.2.

¿Cómo se comprueba experimentalmente la Ley de Boyle? En el presente laboratorio hemos comprobado la ley de Boyle mediante un experimento sencillo un sistema que nos permitió evaluar el comportamiento de un gas, el cambio de su volumen, al ejercerle mayor o menor presión.

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5.3.

Analice los gráficos P vs V y P vs 1/V y escriba sus conclusiones. En ambos gráficos pudimos observar la proporcionalidad inversa entre presión y volumen de un gas que mantiene su temperatura constante.

5.4.

¿Qué factores pueden influir en el que no se obtenga un valor constante para PV en este experimento? Un factor no sería tener en cuenta la compresibilidad de los gases o que estos al no comportarse como gases ideales el valor de PV no sería contante.

5.5.

¿Cuál es la presión ejercida por 10 g de helio a 60°C en un recipiente de 3L?

5.6.

Un líquido X que se usa en un manómetro tiene una densidad de 0,871 g/mL. Calcule la presión en cmHg si el líquido se eleva a una altura de 60 am.

5.7.

¿Cómo afecta la presión a la densidad de los gases?

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La presión y la densidad son directamente proporcionales como lo indica la fórmula de gases ideales.

5.8.

¿Cuál será el volumen de CO2 estudiado en el experimento 2 a 20°C y 800 mmHg?

5.9.

¿Concuerda los datos experimentales con la Ley de Graham? Explique. Son valores bastante aproximados, al menos en el caso del tubo vertical, las posibles causas de esos errores son por fallas a la hora de tomar medidas, no se puede ser 100% exacto.

5.10. ¿Qué nos indica la formación de cloruro de amonio en el experimento 3? Que las partículas de ambos compuestos se han difundido hasta entrar en contacto, en ese lugar se llevará a cabo la reacción. 5.11. ¿Por qué se deben colocar en forma simultanea los tapones embebidos en HCl(concentrado) y NH3(concentrado)? Porque al colocarlos simultáneamente el tiempo en que se difunden las sustancias es el mismo 6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS UTILIZADAS • •

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BROWN - THEODORE - LEMAY - EUGENE. Química la ciencia central. Pearson Editorial Prentice Hall, Hispanoamericana S.A. México. MC MURRAY, JOHN. Química General. Pearson Editorial Prentice Hall. México. http://docencia.udea.edu.co/cen/tecnicaslabquimico/03anexos/anexo05.htm

Lima, 19 de enero de 2021

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