laboratorio de efusion y difusion
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Difusión y efusión de gases
Objetivos: Comprender entender y analizar y experimental el concepto de difusión y efusión de
gases según la ley de Graham
Demostrar experimentalmente la ley de difusión y efusión de los gases en funciones
a la teoría cinética de gases
Comprobar la relación velocidad de difusión teórica y eperimental de los gases de
hcl y amoniaco
Fundamento teórico:
Ley de Graham:La difusión es el proceso por el cual una substancia se distribuye
uniformemente en el espacio que la encierra o en el medio en que se encuentra. Por
ejemplo: si se conectan dos tanques conteniendo el mismo gas a diferentes presiones,
en corto tiempo la presión es igual en ambos tanques. También si se introduce una
pequeña cantidad de gas A en un extremo de un tanque cerrado que contiene otro gas
B, rápidamente el gas A se distribuirá uniformemente por todo el tanque. La difusión es
una consecuencia del movimiento continuo y elástico de las moléculas gaseosas. Gases
diferentes tienen distintas velocidades de difusión. Para obtener información
cuantitativa sobre las velocidades de difusión se han hecho muchas determinaciones.
En una técnica el gas se deja pasar por orificios pequeños a un espacio totalmente
vacío; la distribución en estas condiciones se llama efusión y la velocidad de las
moléculas es igual que en la difusión. Los resultados son expresados por la ley de
Graham.
"La velocidad de difusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de
su densidad."
En donde v1 y v2 son las velocidades de difusión de los gases que se comparan y d1 y d2
son las densidades. Las densidades se pueden relacionar con la masa y el volumen
porque ( ); cuando M sea igual a la masa (peso) v molecular y v al volumen
molecular, podemos establecer la siguiente relación entre las velocidades de difusión de
dos gases y su peso molecular:
√
√
√
√
la efusión: La efusión es el proceso por el cual un gas bajo presión escapa de un
recipiente al exterior a través de una pequeña abertura. Se ha demostrado que la
velocidad de efusión es directamente proporcional a la velocidad media de las
moléculas.
Se pueden medir los tiempos necesarios para que cantidades iguales de gases efundan
en las mismas condiciones de presión y temperatura, demostrándose que dichos
tiempos son inversamente proporcionales a sus velocidades. Así, cuanto más pesada es
la molécula más tardará en efundir.
la difusión;Difusión gaseosa, la mezcla gradual de moléculas de un gas con las
moléculas de otro gas en virtud de sus propiedades cinéticas, constituye una
demostración directa del movimiento aleatorio. a pesar del hecho que las velocidades
moleculares son muy grandes, el proceso de difusión en sí mismo requiere un periodo
relativamente largo de tiempo para completarse.
En 1832 el químico escocés Thomas Graham encontró que en las mismas condiciones
de temperatura y presión, las velocidades de difusión de las sustancias gaseosas son
inversamente proporcionales a la raíz cuadrada de sus masas molares.
parte experimental:
equipos y materiales :
un vaso de precipitado de 100ml
un tubo de vidrio de 50 a 60 cm abierto a ambos lados
un soporte universal y una pinza de nuez
algodón cinta métrica una pipeta graduada o un gotero
una fiola de 250ml
lun globo mediano
inyectables con aguja hipodemica
pinza de metal
bagueta
reactivos:
Solución concentrada de amoniaco
Solución concentrada de acido clohidrico
Bicarbonato de sodio
Acido catico
procedimiento:
A) VELOCIDAD DE DIFUSIÓN DE LOS GASES (ACIDO
CLORHÍDRICO Y AMONIACO)
colocar en el soporte universal,un tubo de vidrio cuya longitud es de
36cm
enrollar algodón del tamaño del agujero del vidrio
en el extremo derecho introduzca algodón húmedo con solución de
amoniaco y en el extremo izquierdo del tubo coloque otro algodón
impregnado de acido clorhídrico y sujetar con sintescoch
ese instante en que se coloca los algodone el tiempo cero, y se tomara
el tiempo hasta finalizar el proceso es decir cuando aparece el anillo de
gas blanco
medir cuidadosamente la distancia que hay desde el centro del anillo
donde aparece el humo blanco
B) COMPARACION DE LA VELOCIDAD DE EFUSION DE GASES: AIRE
Y DIOXIDO DE CARBONO
seleccionar un inyectable con aguja y embolo, medir el diámetro de la
superficie del embolo, succionar aire del medio ambiente con un volumen
de 20ml, este tiene que estar en posición vertical
colocar un peso fijo en la cabeza del embolo y observamos que en
18segdesciende el embolo para el gas aire
para obtener el dióxido de carbono en una fiola se hará una mezcla de
bicarbonato de sodio y acido acético
en la fiola con dióxido de carbono se colocara un globo donde se
extraerá el co2
con un inyectable succionaremos el CO2, con un volumen de 20 ml
se colocara un peso fijo en la cabeza del embolo, y observaremos que en
17seg desciende el embolo para el gas CO2
tabla de reportes de resultados
DIFUSIÓN DE LOS GASES (ACIDO CLORHÍDRICO EN
AMONIACO
calculo teórico
calculo experimental
Difusión Experimento
Reactivos NH3 HCl Peso molecular 36.5 17 Longitud d e tubo en cm 36cm Distancia recorrida 24cm 12cm Tiempo inicial cero Tiempo empleado 6.38 seg
√
√
calculo del porcentaje de error
EFUSION DE GASES: AIRE Y DIOXIDO DE CARBONO
Difusión Aire CO2
Peso molecular en g/mol 28.84 g/mol 44 g/mol
Longitud empleada en el inyectable en cm 20ml 20ml
Tiempo para el descenso del embolo seg 6.73seg 8.5seg
Masa empleada g 200 g 200g
Velocidad experimental
Calculo teórico
calculo experimental
calculo del porcentaje del rio
√
√
Error :
En la efusión de gases al colocar el globo en la boca de la fiola este se
encontraba con aire, en la experimentación hay una mezcla de CO2 con
aire por ello se demora en emerger el gas co2
Cuestionario 1) respecto a la difusión de gases del HCl Y NH3
a)por que se debe colocar en forma simultanea los tapones humedecidos con esos
gases
Por que si no se colocan simultáneamente el tiempo en el que se difunde seria mas largo y habría un mayor margen de error
b) que gas se difunde mas rápido y por que indicando la reacción que se
produce
Elhidróxido de amonio se difunde mas rápido que el acido clorhídrico, ya que este
tiene menor peso molecular por lo tanto recorre la mayor distancia en el tubo así
se forma el cloruro de amonio que precipitará en las paredes del tubo formando
una capa blanca en el mismo.
HCl(g) + NH3(g) NH4Cl(g)
2) A que factores atribuye usted la diferencia entre el valor teórico y
experimental de la relación de velocidades de difusión de los gases usados
enumérelos
a)El factor que hace que el porcentaje de error sea alto es porque, el ojo humano no ubica a tiempo el anillo y no se mide con exactitud las distancias entre el HCl y NH3
b) Los tapones se colocan uno después de otro Y esto tiene que ser simultáneo.
c) Si el tubo no se encuentra seco, el agua que está dentro de él absorbería los gases, y esto por consecuencia las medidas obtenidas en el experimento serian fuera de la realidad.
3) explique tres ejemplos de difusión y efusión de gases a nivel de contaminación
ambiental o cuidado del medio ambiente
Contaminantes emitidos por los vehículos automóviles
En las últimas décadas, el automóvil ha aparecido de forma masiva en las ciudades,
contribuyendo a incrementar los problemas de contaminación atmosférica como
consecuencia de los gases contaminantes que se emiten por los tubos de escape.
Los principales contaminantes lanzados por los automóviles son: monóxido de
carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx), hidrocarburos no quemados (HC), y
compuestos de plomo.
No todos los vehículos lanzan los distintos tipos de contaminantes en las mismas
proporciones; éstas dependerán del tipo de motor que se utilice. Los vehículos que
emplean gasolina como carburante emiten principalmente monóxido de carbono,
óxidos de nitrógeno, hidrocarburos y compuestos de plomo. La emisión de este
último tipo de contaminante se debe a la presencia en algunos tipos de gasolina de
tetraetilo de plomo, aditivo que se añade para aumentar su índice de octano.
Los principales contaminantes emitidos por los vehículos que utilizan motores de
ciclo diésel (camiones y autobuses, por ejemplo) son partículas sólidas en forma de
hollín que da lugar a los humos negros, hidrocarburos no quemados, óxidos de
nitrógeno y anhídrido sulfuroso procedente del azufre contenido en el combustible.
Calefacciones domésticas
Las instalaciones de calefacción domésticas son una de las principales fuentes de
contaminación atmosférica de las grandes ciudades. Este tipo de focos puede
contribuir con un 20 a 30% de las emisiones totales a la atmósfera en áreas
urbanas. Los principales contaminantes producidos dependen del tipo de
combustible empleado.
En el caso del carbón los principales contaminantes producidos son: anhídrido
sulfuroso, cenizas volantes, hollines, metales pesados y óxidos de nitrógeno.
Cuando el combustible empleado es líquido (gasóleo o gasoil), los principales
contaminantes emitidos son: SO2, SO3, NOx, hidrocarburos volátiles no
quemados y partículas carbonosas.
El gas natural es el combustible más limpio de los actualmente disponibles para
calefacción, siendo su producción de contaminantes despreciable respecto a los
otros combustibles. A la introducción masiva del gas para calefacciones
domésticas, sustituyendo al carbón y al gasoil anteriormente utilizado, se debe en
gran parte el éxito del Plan de Descontaminación Atmosférica de la ciudad
de Londres (Gran Bretaña).
Calderas industriales de generación de calor
Entre las distintas fuentes de contaminación atmosférica de origen industrial, la combustión
de combustibles fósiles para la generación de calor y electricidad ocupa un lugar
preponderante, tanto por la cantidad como por los tipos de contaminantes
emitidos. Especial atención merecen las centrales térmicas de producción de
electricidad. Los combustibles utilizados por este tipo de instalaciones son el
carbón y el fuel-oil.
La producción de contaminantes depende en gran medida de la calidad del combustible, en
especial de las proporciones de azufre y cenizas contenidas en el mismo y del tipo
de proceso de combustión empleado. Durante el proceso de combustión se libera a
la atmósfera el azufre contenido en el combustible en forma de anhídrido
sulfuroso. Junto con otros contaminantes como óxidos de nitrógeno, dióxido de
carbono, metales pesados y una gran variedad de sustancias. Cuando se utiliza
como combustible el carbón, se emiten abundantes partículas finas que pueden ser
trasladadas a grandes distancias.
Contaminación producida por el tráfico
Contaminación debida al exceso de circulación rodada y provocada sobre todo por la
quema de combustibles fósiles, en especial gasolina y gasoil.
Los contaminantes más usuales que emite el tráfico son el monóxido de carbono, los óxidos de
nitrógeno, los compuestos orgánicos volátiles y las macropartículas. Por lo que se
refiere a estas emisiones, los transportes en los países desarrollados representan
entre el 30 y el 90% del total. También hay compuestos de plomo y una cantidad
menor de dióxido de azufre y de sulfuro de hidrógeno. El amianto se libera a la
atmósfera al frenar. El tráfico es también una fuente importante de dióxido de
carbono.
El monóxido de carbono es venenoso. A dosis reducidas produce dolores de cabeza,
mareos, disminución de la concentración y del rendimiento. Los óxidos de nitrógeno y
azufre tienen graves efectos sobre las personas que padecen asma bronquial, cuyos
ataques empeoran cuanto mayor es la contaminación, pues además estas sustancias
irritan las vías respiratorias, si bien aún no hay una explicación médica precisa. Entre
los compuestos orgánicos volátiles está el benceno, que puede provocar cáncer, al
igual que el amianto, aunque su efecto sólo está claramente establecido a dosis más
altas que las debidas al tráfico. Las macropartículas son partículas sólidas y líquidas
muy pequeñas que incluyen el humo negro producido sobre todo por los motores
diesel y se asocian a una amplia gama de patologías, entre ellas las enfermedades
cardíacas y pulmonares. El plomo dificulta el desarrollo intelectual de los niños. El
dióxido de carbono no siempre se clasifica como contaminante, pero sí guarda
relación con el calentamiento global.
Capa de ozono
Zona de la atmósfera que abarca entre los 19 y 48 km por encima de la superficie de la Tierra.
En ella se producen concentraciones de ozono de hasta 10 partes por millón (ppm). El
ozono se forma por acción de la luz solar sobre el oxígeno. Esto lleva ocurriendo
muchos millones de años, pero los compuestos naturales de nitrógeno presentes en la
atmósfera parecen ser responsables de que la concentración de ozono haya
permanecido a un nivel razonablemente estable. A nivel del suelo, unas
concentraciones tan elevadas son peligrosas para la salud, pero dado que la capa de
ozono protege a la vida del planeta de la radiación ultravioleta cancerígena, su
importancia es inestimable. Por ello, los científicos se preocuparon al descubrir, en la
década de 1970, que ciertos productos químicos llamados clorofluorocarbonos, o CFC
(compuestos del flúor), usados durante largo tiempo como refrigerantes y como
propelentes en los aerosoles, representaban una posible amenaza para la capa de
ozono. Al ser liberados en la atmósfera, estos productos químicos, que contienen cloro,
ascienden y se descomponen por acción de la luz solar, tras lo cual el cloro reacciona
con las moléculas de ozono y las destruye. Por este motivo, el uso de CFC en los
aerosoles ha sido prohibido en muchos países. Otros productos químicos, como los
halocarbonos de bromo, y los óxidos de nitrógeno de los fertilizantes, son también
lesivos para la capa de ozono.
El ozono es muy dañino si se encuentra en la troposfera, pero también nos protege de los rayos
ultravioleta encontrándose en la Estratosfera
Dióxido de carbono
Uno de los impactos que el uso de combustibles fósiles ha producido sobre el medio
ambiente terrestre ha sido el aumento de la concentración de dióxido de carbono (CO2)
en la atmósfera. La cantidad de CO2 atmosférico había permanecido estable,
aparentemente durante siglos, en unas 260 ppm (partes por millón), pero en los
últimos 100 años ha ascendido a 350 ppm. Lo significativo de este cambio es que puede
provocar un aumento de la temperatura de la Tierra a través del proceso conocido
como efecto invernadero. El dióxido de carbono atmosférico tiende a impedir que la
radiación de onda larga escape al espacio exterior; dado que se produce más calor y
puede escapar menos, la temperatura global de la Tierra aumenta.
Un calentamiento global significativo de la atmósfera tendría graves efectos sobre el
medio ambiente. Aceleraría la fusión de los casquetes polares, haría subir el nivel de los
mares, cambiaría el clima regional y globalmente, alteraría la vegetación natural y
afectaría a las cosechas. Estos cambios, a su vez, tendrían un enorme impacto sobre la
civilización humana. Desde 1850 se ha producido un aumento medio en la temperatura
global de cerca de 1 °C. Algunos científicos han predicho que el aumento de la
concentración en la atmósfera de CO2 y otros "gases invernadero" provocará que las
temperaturas continúen subiendo. Las estimaciones van de 2 a 6 ºC para mediados del
siglo XXI. No obstante, otros científicos que investigan los efectos y tendencias del
clima rechazan las teorías del calentamiento global, atribuyendo la última subida de la
temperatura a fluctuaciones normales.
CONCLUSIÓN
El aire contaminado nos afecta en nuestro diario vivir, manifestándose de diferentes formas en nuestro organismo, como la irritación de los ojos y trastornos en las membranas conjuntivas, irritación en las vías respiratorias, agravación de las enfermedades broncas pulmonares, etc. Existen diversos modos de evitar la contaminación del aire, a saber: * Uso de combustibles adecuados para la calefacción doméstica e industrial. * Usar chimeneas con tirajes o filtros en condiciones de cumplir sus funciones. * Mantener los vehículos motorizados en buenas condiciones. * No quemar hojas o basuras,
4) analice la difusión y efusión del gas dióxido de carbono (co2) en la
problemática medioambiental
El problema es que emitimos mucho más dióxido de carbono del que el ambiente puede
absorber y es por esto que lo llamamos "contaminante". ¡En los Estados Unidos, por
ejemplo, se emiten 6.6 toneladas de CO2 por cada persona, cada año! ¡Verdaderamente
un montón de gas! Como ya sabes, gases de efecto invernadero (GEI) son gases que
pueden atrapar calor. El dióxido de carbono hace exactamente eso. La comunidad
científica estima que el CO2 es responsable del 50% al 60% del cambio climático
global. ¡Más que la mitad!
Evidentemente, reducir nuestras emisiones de dióxido de carbono es una acción
necesaria para combatir el cambio climático. Pero, ¿cómo hacerlo? Nadie quiere vivir
en una casa congelada, a todos nos gusta viajar, ir a visitar amigos o familiares,
debemos ir al trabajo y al colegio, necesitamos cemento para construir viviendas, etc.
Afortunadamente, hay muchas opciones para reducir nuestras emisiones de CO2.
¡Caminar y usar tu bicicleta, por ejemplo, son opciones buenas para tu salud y el
ambiente! Además, para distancias largas, toma el autobús o el tren. (Es claro que 30
personas en un autobús emiten menos CO2 que 30 personas, cada una en su
automóvil!)
Como es un gas tan importante, hay muchas fuentes naturales, entre ellas, la respiración de platas y animales (incluyendo al hombre). Sin embargo, emitimos mucho, mucho dióxido de carbono en otros procesos, principalmente cada vez que quemamos combustibles fósiles. Quiere decir que emitimos CO2 cuando conducimos el automóvil, el autobús, el tren, o el avión; cuándo calentamos nuestras casas, cuando fabricamos productos, etc. Evidentemente, todas esas son cosas muy comunes que hacemos cotidianamente
conclusiones: en la efusión de los gases, llegamos a la conclusión de que el gas aire es
mas rápido que el CO2
en la difusión de gases, el gas de menor peso molecular recorre mas
distancia.Así llegamos a la conclusión que el hidróxido de amonio es
mas rápido que el acido clorhídrico,ya que el amoniaco tiene menor
peso molecular, recorre la mayor distancia en el tubo y así
comprobamos la ley de Graham
hemos determinado que no es posible obtener las velocidad de los
gases mediante el ojo humano ya que este poseería un mayor marguen
de error, además que al colocar los algodones a los extremos del tubo
estos son manipularlos de manera incorrecta
recomendaciones: en la parte experimental lavar el tubo de vidrio para evitar que el
procedimiento de la difusión de gases tenga errores
el tubo de vidrio se debe colocar en forma vertical mas no en horizontal
ya que un lado tendrá mas presión que el otro
en la difusión de gases se debe retirar inmediatamente los algodones y
enjuagarlos enjuagar el tubo con agua de caño para evitar que el
laboratorio se llene de humos blancos irritantes.
Manipule los reactivos con cuidado. El HCl y el NH3 son tóxicos si se
ingieren o se inhalan. Son corrosivos para la piel y los ojos. Producen
irritación, especialmente a los ojos. Además, son potencialmente
peligrosos para las vías respiratorias. La acetona es altamente
inflamable.
http://es.scribd.com/doc/111600265/Laboratorio-de-Ley-de-
Graham