Modulo 12, Semana 4, Proyecto Integrador: Experimentando con las leyes de los gases.

Proyecto Integrador

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 25^oC.   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.