Experimentando con las leyes de los gases
Reporte de práctica de la Ley de Gay Lussac
Estudiante: Michel Sámano del Real
Fecha: 6 de septiembre de 2016
Módulo 12, Semana 4
Introducción:
En este
proyecto estudiaremos la ley de Gay-Lussac (1778 - 1850),
químico y físico francés, publicó en 1802 esta ley establece, que, a volumen constante, la
presión de una masa fija de un gas dado es directamente proporcional a la
temperatura Kelvin.
Entre 1805 y 1808 dió a
conocer la ley de los volúmenes de combinación, que afirma que los volúmenes de
los gases que intervienen en una reacción química (tanto de reactivos como de
productos) están en la proporción de números enteros sencillos.
En 1811 dio forma a la ley que Charles
había descubierto en 1787 sobre la relación entre el volumen y la temperatura,
pero que había quedado sin publicar.
Gracias a
sus mediciones químicas de precisión y a sus procedimientos exactos de trabajo,
logró obtener varios elementos químicos y establecer las bases del análisis
volumétrico convirtiéndolo en una disciplina independiente.
Teoría:
Ley de Gay-Lussac: Establece la
relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es
constante.
Se puede
aumentar la presión del gas añadiendo calor al recipiente, siempre y cuando el volumen
sea constante. Al añadir calor, la presión del gas aumenta ya que las moléculas
de este chocan a una mayor velocidad en el mismo volumen que se encontraban
anteriormente.
Tomemos en cuenta que en las
propiedades de los gases el gas no tiene volumen propio, presenta volumen igual al del
recipiente donde se contiene. No posee forma propia, asume la
forma del recipiente donde lo coloquemos.
Tiene gran compresibilidad: Capacidad de reducción
de volumen, como también de expansibilidad, esto es, capacidad de doblar de
volumen dependiendo de la presión a la que está sometido.
El gas posee Variables: V (Volumen); P (Presión); T (Temperatura)
La Presión es medida en atmósferas (atm.) y también
puede ser medida en mm de Hg (milímetros de mercurio). A nivel del mar, ella
equivale a la columna de Hg de 760 mm de alto.
Temperatura: Existen
varias escalas: las más importantes como hemos mencionado en otros artículos
son Celsius, Kelvin y Farenheit. La temperatura absoluta es la medida de una
escala cuyo cero es el más absoluto (la más baja temperatura que existe
equivale a cero grado en la escala Kelvin).
Volumen: Se utilizan las unidades usuales de volumen (L, dm3)
Material y Equipo:
Materiales para el experimento:
ü 1 vela
ü Agua
ü 1 Encendedor
1 recipiente hondo
1 vaso de vidrio
Colorante (para observar el efecto
Procedimiento:
Nota: Debemos tener en
cuenta que para cualquier tipo de experimento tomaremos las medidas necesarias
y ser cuidadosos.
1.- Vamos a
fijar la vela en el recipiente hondo y agregaremos el agua y el colorante.
.- Encendemos la vela, ahora bien tenemos el volumen
constante a una presión atmosférica (1pa) normal y a una temperatura de 25oC. P1/T1 Convertimos 0C a K 25 + 273 = 298K P2= 1atm
3.-
Taparemos la vela con el vaso, para estimular un aumento de temperatura
interior a 450C, el calor de la vela aumentara la presión interna,
disminuirá el oxígeno al compactar las moléculas, y esto dará lugar a que el nivel del agua dentro del vaso se eleve por el aumento de temperatura que es
proporcional al aumento de presión cumpliéndose con la ley de Gay-Lussac. Ahora
vamos a encontrar el valor el valor de P2
usando la fórmula de la ley general de los gases que es: (formula)
4.-
Convertiremos 0C a K 45 + 273 = 318
ahora sustituiremos.
5.- Calculemos
la formula con los datos del experimento:
P2= (P1)(T2)/T1 P2
= (1atm)(318K)/298K P2= 318atmk/298k P2= 1.06711409396atm
6. - Comprobemos la primer presión:
P1= (P2)(T1)/T2
P1=(1.06711409396atm)(298K)/318K P1=318.00000000008atm/318K P1=1atm
7.- Convertiremos
atmósfera en pascales: 1atm= 101325Pa
P2= (P1)(T2)/T1 P2=(101325Pa)(318K)/298 P2=32221350PaK/298k P2=108125.335570Pa
P1=
(P2)(T1)/T2
P1=
(108125.335570Pa)(298k)/318k P1= 32221349.99986Pak/318 P1= 101324.999999 Pa
Resultados:
Al desarrollar la ecuación de la
formula podemos observar como la presión 2 es mayor a la presión 1, esto es
relativo con el aumento de la temperatura y comprobamos el resultado de la
primer presión; aunque ya teníamos el dato pudimos comprobar evidentemente que
funciona la aplicación de la ley de Gay -
Lussac donde “a mayor temperatura mayor presión”. Para poder encontrar
el valor del dato que desconocíamos utilizamos la fórmula de la ley general de
los gases donde nos dice que “el estado del gas ideal es útil pues relaciona
entre si todas las variables de estado del sistema”, por lo que si conocemos
los valores de dos de ellas, la tercera queda completamente determinada.
Conclusiones:
Gay
– Lussac fue quien unifico las tres leyes: Ley de Boyle Mariotte (a T cte) Ley
de Gay – Lussac (a P cte) y la ( a V cte), enunciando la ecuación general de
los gases, lo que nos da la relación entre presión volumen y temperatura de una
masa determinada de gas. Como hemos visto, un aumento de temperatura implica un
aumento de la velocidad de las partículas y, en consecuencia, de la frecuencia
e intensidad de los choques de ellas con las paredes.