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TEMA: LEY DE BOYLE Y MAROTTE

INDICE

Pagina I) Índice

1

II) Fundamento teórico

2

III) Procedimiento Experimental

4

4.1) Materiales y reactivos

4

4.2) Experiencia N°1

4

4.3) Experiencia N°2

7

IV) Conclusiones

9

V) cuestionario

9

VI) Bibliografía

13

LEY DE BOYLE Y MARIOTTE

Página 1

I FUNDAMENTOS TEÓRICOS

1.1.

LEY DE BOYLE:

En forma experimental, Robert Boyle (1662) encontró que el volumen de un gas encerrado disminuye conforme la presión aumenta si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes.

El volumen de un gas varía en forma inversamente proporcional a la presión, si se mantiene constante la temperatura y la masa del gas. P1V1 = P2V2 = P3V3 = K

1.2.

MEDIDA DE LA PRESIÓN: Para medir la presión de un gas se hace uso del manómetro (tubo en forma de U)

1.3.

LEY DE CHARLES:

Charles (1787) comparó los cambios de volumen de un gas con los cambios de temperatura en escala absoluta.

LEY DE BOYLE Y MARIOTTE

Página 2

A presión constante, el volumen de un gas varía en forma directamente proporcional a la temperatura si la masa del gas se mantiene constante.

1.4.

V1

V2

V3

T1

T2

T3

LEY DE GAY- LUSSAC:

Joseph Gay- Lussac investigó entre la presión y la temperatura de los gases. La presión de un gas varía en forma directamente proporcional a la temperatura si el volumen y la masa del gas permanecen constantes.

1.5.

TEMPERATURA Y PRESIÓN NORMALES:

El volumen de un gas depende de la presión y la temperatura, las condiciones estándar (TPE) de un gas son: P = 1 atm = 760 mmHg T = 0 °C = 273 K Estos valores se conocen también como: Condiciones Normales (C.N.)

1.6.

LEY DE AVOGADRO:

En las anteriores correlaciones de los gases siempre se mantuvo constante la masa del gas. Según la Hipótesis de Avogadro: A volúmenes iguales de gases a la misma presión y temperatura mantienen igual número de moléculas. Ley de Avogadro El volumen de un gas a temperatura y presión constante es proporcional al número de moles de gas. V = Kn

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V1

V2

n1

n2

Página 3

II PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. P1×V1 = P2×V2 AUMENTA LA PRESIÓN

2. P1×V1 = P2×V2

BAJA LAPRESIÓN

3. P1×V1 = P2×V2

1. K1 = K2 2. K1 = K2 3. K1 = K2

Ensayo 1 a) Agregar agua en la bureta, sólo a la zona no graduada y luego trasvasar el agua a una probeta y medir el volumen muerto de la bureta VMuerto = 5, 2 ml

b) Una vez armado el equipo, agregar agua en la pera hasta que llegue a nivel de 15 ml en la bureta.

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Página 4

c) Abra la llave de la bureta y baje la pera, hasta que el nivel del agua en la bureta sea de 10 ml y coincida con el nivel de agua de la pera. Cierre la llave de la bureta. d) Tomamos 3 puntos de referencia hacia arriba de 11 cm cada uno, para subir la pera. VBureta = 50 ml VInicial = VBureta – 10 ml + VMuerto V1 = VInicial – ΔV P1 = Patm + h1

1.

h1 = 12, 3 cm H2O

VInicial = VBureta – 10 ml + VMuerto VInicial = 50 ml – 10 ml + 5, 2 ml VInicial = 45, 2 ml

73, 5 mmHg

100cm H2O

h1 mmHg

12, 3 cm H2O

h1 = 9, 04 mmHg

V1 = VInicial – ΔV

P1 = Patm + h1

V1 = 45, 2 ml – 0, 6 ml

P1 = 750mmHg + 9, 04 mmHg

V1 = 44, 6 ml

P1 = 759, 04 mmHg

K1 = V1 × P1 K1 = 33853, 184

LEY DE BOYLE Y MARIOTTE

Página 5

2. h1 = 21, 9 cm H2O

VInicial = 45, 2 ml V1 = VInicial – ΔV

73, 5 mmHg

100cm H2O

h1 mmHg

21, 9 cm H2O

V1 = 45, 2 ml – 1, 1 ml

h1 = 16, 09 mmHg

V1 = 44, 1 ml

P1 = Patm + h1 P1 = 750mmHg + 16, 09 mmHg P1 = 766, 09 mmHg

K1 = V1 × P1 K1 = 33784, 569

3. h1 = 32, 5 cm H2O

VInicial = 45, 2 ml V1 = VInicial – ΔV V1 = 45, 2 ml – 1,9 ml

73, 5 mmHg

100cm H2O

h1 mmHg

32, 5 cm H2O

h1 = 23, 89 mmHg

V1 = 43, 3 ml

P1 = Patm + h1 P1 = 750mmHg + 23, 89 mmHg P1 = 773, 89 mmHg

K1 = V1 × P1 K1 = 33509, 437

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Ensayo 2 a) Tomando el caso anterior. Abra la llave de la bureta y baje la pera, hasta que el nivel del agua en la bureta sea de 10 ml y coincida con el nivel de agua de la pera. b) Tomamos 3 puntos de referencia hacia abajo de 11 cm cada uno, para bajar la pera.

VBureta = 50 ml

VInicial = VBureta – 10 ml + VMuerto V2 = VInicial + ΔV P2 = Patm – h2

1. h2= 32, 5 cm H2O

VInicial = VBureta – 10 ml + VMuerto VInicial = 50 ml – 10 ml + 5, 2 ml VInicial = 45, 2 ml

73, 5 mmHg

100cm H2O

h2 mmHg

11, 5 cm H2O

h2 = 8, 45 mmHg

V2 = VInicial + ΔV

P2 = Patm – h2

V2 = 45, 2 ml + 0,5 ml

P2 = 750mmHg – 8, 45 mmHg

V2 = 45, 7 ml

P2 = 741, 55 mmHg

K2 = V2 × P2 K2 = 33888, 835

LEY DE BOYLE Y MARIOTTE

Página 7

2.

h2= 22, 4 cm H2O

V2 = VInicial + ΔV V2 = 45, 2 ml + 0,9 ml V2 = 46, 1 ml

73, 5 mmHg

100cm H2O

h2 mmHg

22, 4 cm H2O

h2 = 16, 464 mmHg

P2 = Patm – h2 P2 = 750mmHg – 16, 464 mmHg P2 = 733, 536 mmHg

K2 = V2 × P2 K2 = 33816, 0096

3.

h2= 32, 9 cm H2O

V2 = VInicial + ΔV V2 = 45, 2 ml + 1, 4 ml V2 = 46, 6 ml

73, 5 mmHg

100cm H2O

h2 mmHg

32, 9 cm H2O

h2 = 24, 1815 mmHg

P2 = Patm – h2 P2 = 750mmHg – 24, 1815 mmHg P2 = 725, 8185 mmHg

K2 = V2 × P2 K2 = 33823, 1421

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Página 8

III CUESTIONARIO

3.1.

Con los datos de presión y volumen obtenidos hacer un gráfico de P vs V y P vs 1/V en papel milimetrado e indique cuál de ellos presenta mayor ventaja. P vs V ENSAYO 1 45.2 45 44.8 44.6 V(mL)

44.4 44.2 44 43.8 43.6 43.4 43.2 758

760

762

764

766

768

770

772

774

P(mmHg)

P vs 1/V ENSAYO 1

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Página 9

776

0.0232 0.0231 0.023 0.0229 1/V ( mL)

0.0228 0.0227 0.0226 0.0225 0.0224 0.0223 0.0222 0.0221 758

760

762

764

766

768

770

772

774

776

742

744

P (mmHg)

P vs V ENSAYO 2 46.7 46.6 46.5 46.4 V (mL)

46.3 46.2 46.1 46 45.9 45.8 45.7 45.6 724

726

728

730

732

734

736

738

740

P (mmHg)

P vs 1/V ENSAYO 2

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Página 10

0.02195 0.0219 0.02185 0.0218 1/V ( mL)

0.02175 0.0217 0.02165 0.0216 0.02155 0.0215 0.02145 0.0214 724

726

728

730

732

734

736

738

740

742

P (mmHg)

3.2.

En la demostración de la ley de Boyle se obtuvieron los siguientes datos:

VBureta = 50 ml VMuerto = 2, 5 ml Patm = 752 mmHg Al subir la pera de decantación: h = 30 cm de agua ΔV = 1,5 ml sobre el nivel 10, en la bureta

Calcular el valor de: K = V × P

h = 30 cm H2O VInicial = VBureta – 10 ml + VMuerto VInicial = 50 ml – 10 ml + 2, 5 ml VInicial = 42, 5 ml

73, 5 mmHg

100cm H2O

h mmHg

30 cm H2O

h = 22, 05 mmHg

V = VInicial – ΔV

P = Patm + h

LEY DE BOYLE Y MARIOTTE

P = 752 mmHg + 22, 05 mmHg Página 11 P = 774, 05 mmHg

744

V = 42, 5 ml – 1, 5 ml V = 41 ml

K = V×P K = 41 × 774, 05 K = 31736, 05

3.3.

En la demostración de la ley de Boyle se obtuvieron los siguientes datos:

Volumen del aire de la bureta= 25 ml Patm = 753 mmHg Al subir la pera de bromo h = 20 cm de agua ΔV = 1 ml

Calcular: K =P × V

h = 20 cm H2O VInicial = VBureta

73, 5 mmHg

100cm H2O

VInicial = 25 ml

h mmHg

20 cm H2O

h = 14, 7 mmHg V = VInicial – ΔV

P = Patm + h

V = 25 ml – 1 ml

P = 753 mmHg + 14, 7 mmHg

V = 24 ml

P = 767, 7 mmHg

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K = V×P K = 24 × 767, 7 K = 18424, 8

3.4. a. ¿Es necesario conocer la presión atmosférica, para usar un manómetro abierto? Si porque hay una superficie expuesta al ambiente y sobre esta actúa la presión atmosférica.

b. De acuerdo al gráfico, calcule la presión del gas en mmHg

h = 2, 8 cm H2O 73, 5 mmHg

100cm H2O

h mmHg

2, 8 cm H2O

h = 2, 058 mmHg

P = Patm + h P = 751 mmHg + 2, 058 mmHg P = 753, 058 mmHg

BIBLIOGRAFÍA.

-HERRERA, Severiano V. Química I. Grupo educativo Norma. Lima Perú, 2006.

- http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Boyle-Mariotte -Química Raymond Chang 4ª edición Mc Graw Hill México D.F. Red Latinoamericana de Química http://chem.cinvestav.mx

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