OSCILACIONES SIMPLES

LABORATORIO DE FISICOQUIMICA I

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

CURSO: LABORATORIO DE FISICOQUIMICA ITEMA: LEY DE GAY-LUSSACPROFESOR: Ing. Diaz Gutierrez AlbertinaGRUPO: 91 GINTEGRANTES:Mallqui Rios OdalisLlerena Arroyo Jorge

Sesin N 4 FECHA: 24/09/15SEMESTRE: 2015 BCALLAO PER

CONTENIDO

INTRODUCCION2OBJETIVOS3FUNDAMENTOS TEORICOS4ANTECEDENTES4METODOLOGIA5REQUERIMIENTOS7CALCULOS7RECOLECCION DE DATOS9RESULTADOS10CONCLUSIONES14RECOMENDACIONES15ANEXOS16BIBLIOGRAFA18

INTRODUCCION

La ley de Gay-Lussac establece que la presin de un volumen fijo de un gas, es directamente proporcional a su temperatura. Esta ley, especialmente til aplicada a gases ideales, pero tambin a gases reales a ciertas condiciones, nos permite establecer una relacin fcil de trazar entre presin y temperatura, la cual ser demostrada en esta prctica.La aplicacin ms conocida de la Ley de Gay-Lussac es en las "ollas a presin" donde el volumen es constante, la aplicacin de calor eleva la temperatura la cual eleva la presin interior lo que permite una mayor concentracin de calor para la coccin de los alimentos.

OBJETIVOS

Objetivo General Comprobar experimentalmente la Ley de Gay-Lussac aplicada a ciertos gases conocidos.

Objetivo Especifico Desarrollar habilidad en el manejo del equipo de laboratorio para la Ley de Gay-Lussac.

FUNDAMENTOS TEORICOS

ANTECEDENTESEn 1802, Gay-Lussac fue el primero en formular la ley segn la cual un gas se expande proporcionalmente a su temperatura (absoluta) si se mantiene constante la presin (Ley de Charles) y que aumenta proporcionalmente su presin si el volumen se mantiene constante (Ley de Gay-Lussac).Esto se explica debido a que para una cierta cantidad de gas, al aumentar la temperatura, las molculas del gas se mueven ms rpidamente y por lo tanto aumenta el nmero de choques contra las paredes por unidad de tiempo, es decir, aumenta la presin ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar. Gay-Lussac descubri que, en cualquier momento del proceso, el cociente entre la presin y la temperatura absoluta tena un valor constante.Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presin P1 y a una temperatura T1 al comienzo del experimento. Si variamos la temperatura hasta un nuevo valor T2, entonces la presin cambiar a P2, y se cumplir:

Donde:P1 y T1: presin y temperatura iniciales.P2 y T2: presin y temperatura finales. Que es otra manera de expresar la ley de Gay-Lussac.Esta ley, al igual que la ley de Charles, est expresada en funcin de la temperatura absoluta. Es decir, las temperaturas han de expresarse en kelvin. Estrictamente la ley de Gay-Lussac es vlida para gases ideales y en los gases reales se cumple con un gran grado de exactitud slo en condiciones de presin y temperaturas moderadas y bajas densidades del gas.

A altas presiones la ley necesita corregirse con trminos especficos segn la naturaleza del gas. Por ejemplo para un gas que satisface la ecuacin de Van der Waals la ley de Gay-Lussac debera escribirse como:

El trmino P0 es una constante que depender de la cantidad de gas en el recipiente y de su densidad, y para densidades relativamente bajas ser pequeo frente a P, pero no para presiones grandes.

METODOLOGIA

4.1 INSTALACION DEL EQUIPO Configurar el experimento como se muestra en la figura:

4.2 PREPARACION DEL EQUIPO PARA EL EXPERIMENTOInstalar la jeringa de gas en la cubierta del vidrio, prestando especial atencin a la estanqueidad del aire y la facilidad del movimiento de la jeringa de gas, llenar la cubierta (chaqueta) de vidrio con agua a travs del embudo e insertar una barra de agitacin magntica.Hacer un agujero en una de las tapas de goma con un alfiler. Despus ajustar el volumen inicial de la jeringa de gas a exactamente 0.2mL, cerrar la boquilla con el tapn de goma e insertar el termopar en la cmara interna a travs del agujero en la tapa de goma.Conectar un tubo de silicona a la boquilla de la manguera el tubo superior de la chaqueta de manera que el fluido que se expanda al calentar pueda fluir libremente a travs del tubo hacia un vaso de precipitados.

4.3 INSTALACION DE LA SONDA DE TEMPERATURA Conectar la sonda de temperatura del mdulo y tomar las mediciones vara la presin.

REQUERIMIENTOS

Chaqueta de vidrio Jeringa de vidrio 1 Vaso precipitado Sonda de temperatura Aparato de calefaccin Barra de agitador magntico e imn

CALCULOS

Muestra: AcetonaVolumen del lquido: Vi = 0.2mlVolumen del gas de la muestra a diferentes temperaturas:Temperatura (C)Volumen(ml)

312.43

320.84

325.75

330.36

Densidad (25C) de la acetona: =0.7889g/mlMasa molar: Hallando masa:

Hallando las moles:

Muestra: MetanolVolumen del lquido: Vi = 0.2mlVolumen del gas de la muestra a diferentes temperaturas:Temperatura (C)Volumen(ml)

332.61

335.51.5

339.12

340.53

Densidad (25C) de la acetona: =0.7918g/mlMasa molar: Hallando masa:

Hallando las moles:

Muestra: Alcohol isopropilicoVolumen del lquido: Vi = 0.5mlVolumen del gas de la muestra a diferentes temperaturas:Temperatura (C)Volumen(ml)

341.31

349.62

352.93

354.34

3555

Densidad (25C) del alcohol isopropilico: =0.7863g/mlMasa molar:

Hallando masa:

Hallando las moles:

RECOLECCION DE DATOS

RESULTADOS

Muestra: Acetona

Para hallar la relacin matemtica entre volumen y temperatura hacemos uso de la regresin lineal: ; donde y es el volumen (ml) y x es la temperatura (K).Usando las formulas:

Donde n es el nmero de datos. En este caso n = 4 Obtenemos: a = 0.1666 b = -49.211Por lo tanto la ecuacin queda: y = 0.1666x - 49.211

Se deduce de la ecuacin:

Entonces:Condiciones: P (cte.) = Proceso isobrico

Porcentaje de error:

Muestra polar: Metanol

Para hallar la relacin matemtica entre volumen y temperatura hacemos uso de la regresin lineal: , donde y es el volumen (ml) y x es la temperatura (K)Obtenemos: a = 0.2252 b = -73.993Por lo tanto la ecuacin queda: y = 0.2252x - 73.993

Se deduce de la ecuacin:

Entonces:Condiciones: P (cte.) = Proceso isobrico

Porcentaje de error:

Muestra polar: Alcohol isopropilico

Para hallar la relacin matemtica entre volumen y temperatura hacemos uso de la regresin lineal: , donde y es el volumen (ml) y x es la temperatura (K)Obtenemos: a = 0.2551 b = -86.447Por lo tanto la ecuacin queda: y = 0.2551x 86.447

Se deduce de la ecuacin:

Entonces:Condiciones: P (cte.) = Proceso isobrico

Porcentaje de error:

CONCLUSIONES

Experimentalmente se pudo verificar La ley de Gay Lussac para una presin constante, observndose la linealidad en las grficas (V vs T), pero tambin cierto margen de error entre 25.6% - 52.4% al hallar R (constante universal de los gases) por la constante de proporcionalidad (a=pendiente) analizada por Gay Lussac.

R()Porcentaje de error

Acetona

Metanol

Alcohol Isopropilico

El equipo se manipulo analizando las consideraciones como secado del agujero de vidrio, baado del embolo en silicona para mayor rozamiento adems de apagar el aparato de calentamiento cuando el gas tenga como volumen 60ml finalizando as la medicin, debido a que se obtena errores mayores con aquellos datos con volumen superior.

RECOMENDACIONES

Tener una mesa de trabajo limpia y ordenada para evitar accidentes y ruptura de materiales.

Es importante en esta prctica saber utilizar los instrumentos para la experiencia pues se podra malograr o al realizar un mal uso interferir en el resultado que esperado.

Verificar los instrumentos a utilizar antes de cualquier experiencia.

Para poder realizar los clculos adecuados es recomendable realizar la experiencia ms de una vez as nos garantiza un porcentaje mnimo de error.

ANEXOS

PROBLEMAS

1. Una cierta cantidad de gas se encuentra a la presin de 790 mm Hg cuando la temperatura es de 25C. Calcula la presin que alcanzar si la temperatura sube hasta los 200C.Solucin:Como el volumen y la masa permanecen constantes en el proceso, podemos aplicar la ley de Gay-Lussac:

La presin la podemos expresar en mm Hg y, la que calculemos, vendr expresada igualmente en mm Hg, pero la temperatura tiene que expresarse en Kelvin.

2. Disponemos de un recipiente de volumen variable. Inicialmente presenta un volumen de 500 cm3 y contiene 34 g de amonaco. Si manteniendo constante la P y la T, se introducen 68 g de amonaco, qu volumen presentar finalmente el recipiente?Solucin:Manteniendo constante la P y la T, el volumen es directamente proporcional al nmero de moles del gas. El mol de amonaco, NH3, son 17 g luego:

Inicialmente hay en el recipiente 34 g de gas que sern 2 moles y al final hay 102g de amonaco que sern 6 moles.

3. A volumen constante un gas ejerce una presin de 880 mmHg a 20 C Qu temperatura habr si la presin aumenta en 15 %?Solucin:Tenemos presin P1 = 880 mmHgTenemos presin P2 = 880 mmHg ms el 15 % = 880 +132= 1.012 mmHgTenemos temperatura T1 = 20 C = 293KEn este problema estamos relacionando presin (P) con temperatura (T) a volumen (V) constante, por lo tanto aplicamos la frmula que nos brinda la Ley de Gay-Lussac (presin y temperatura son directamente proporcionales).

Reemplazamos con los valores conocidos

Desarrollamos la ecuacin: Primero multiplicamos en forma cruzada, dejando a la izquierda el miembro con la incgnita, para luego despejar P2:

Por lo tanto la temperatura ser de 336,95K o 63,95C si la presin aumenta 15%.

BIBLIOGRAFA

FISICOQUIMICA- CASTELLAN G.WEDITORIAL FONDO EDUCATIVO LATINOAMERICANO11. VA EDICION MEXICO D.F

FISICOQUIMICA LEVIVINE IRA.NEDITORIAL MC.GRAW HILL 2 REIMPRESION MEXICO D.F

Ing. Daz Gutierrez Albertina 7