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• Mellysita Hernandezz

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T V (° (cc C) ) 7. 5 19 .5 29 .5 40 .5 52 .5 63 .0 72 .0 82 .0 99 .0

6. 0 6. 2 4. 8 7. 2 5. 5 7. 0 5. 6 6. 8 4. 8

M pesa

(g) 0 57.5 490. 5 100. 7 591. 2 147. 5 638. 0 305. 9 981. 0

P pesa (dinas/ cm2)

P aire jeringa (dinas/c T 2 m ) (°K) x 106

0 1.015136 499 34124. 1.049261 557 056 291097 1.306233 .306 805 59762. 1.074898 485 984 350859 1.365996 .790 289 87536. 1.102673 906 405 378634 1.393770 .212 711 181542 1.196679 .642 141 582194 1.597331 .612 111

280 .5 292 .5 302 .5 313 .5 325 .5 336 .0 345 .0 355 .0 372 .0

V (Lt) 0.00 60 0.00 62 0.00 48 0.00 72 0.00 55 0.00 70 0.00 56 0.00 68 0.00 48

P aire jeringa

(Atm) 1.0021 0908 1.0357 9571 1.2894 7069 1.0611 0462 1.3484 6623 1.0885 2261 1.3758 8422 1.1813 2196 1.5768 3229

PV T (AtmLt) (°K) E-05 2.143 5 2.195 5 2.046 1 2.436 9 2.278 5 2.267 7 2.233 3 2.262 8 2.034 6

PV nRT 0.99 87 1.02 29 0.95 33 1.13 54 1.06 16 1.05 66 1.04 05 1.05 43 0.94 79

Prome dio

2.211 0

CUESTIONARIO 1.- Tabule y sistematice sus datos experimentales, las presiones calculadas para cada volumen, el valor de la relación PV/T y el valor de la relación PV/nRT. R= Pembolo= 2136.498984 dinas/cm2 Patm=1.013 x 106 dinas/cm2 R=0.082 Lt-Atm/gmol-°K n= 0.00026174 gmol 2.- Grafique la relación PV/T a diferentes temperaturas en °K, respectivamente. R= Ver gráfica. 3.- Analizando la gráfica anterior, sus valores experimentales y la relación PV/T, ¿a qué deducciones llega? R=

♦ El volumen de una masa fija de gas será directamente proporcional a su temperatura pero inversamente proporcional a su presión. ♦ La PV/T representa una constante de proporcionalidad que relaciona los cambios de volumen, presion y temperatura que puede sufrir un gas. Los valores de la constante deben ser la misma para cualquier relación de PV/T puesto que por eso es constante; aunque eso no sucede ya que siempre se observan pequeñísimas variaciones. 4.- Apoyándose en lo anterior deduzca una ecuación que le permita predecir qué volumen tendría el gas a cierta temperatura y presión. Ilustre con un ejemplo de sus datos experimentales. Anote V calculado = y V experimental = R= El volumen (V) de una masa fija de gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta (T) e inversamente proporcional a la presión que se ejerce sobre el, por lo que se representa de la siguiente manera: V∞T P De lo anterior se tiene la siguiente ecuación, en la que K es una constante de proporcionalidad, la cual depende de la temperatura, presión, masa del gas, su naturaleza y la unidad en que se exprese: V=K

T P

La ecuación anterior conduce a la siguiente: PV = K T En relación con lo anterior se puede deducir que, para un primer momento, un gas tiene un Volumen (V1), una Presión (P1) y una Temperatura (T1) y ese mismo gas para un segundo momento puede presentar un Volumen (V2), una Presión (P2) y una Temperatura (T2) diferente; cuando la masa del gas permanece constante: P1V1 = K = P2V2 T1 T2 P1V1 = P2V2

T1

T2

EJEMPLO: Calcular, para un gas contenido en una jeringa (herméticamente cerrada) con un volumen inicial de 0.0060 Lt; una presion de 1.00210908 Atm y una temperatura de 280.576 °K, el volumen que este gas ocupará cuando tenga una presión de 1.34846623 Atm y una temperatura de 325.5 °K, manteniendo su masa constante. Vexp =

0.0055 Lt.

Vcalc = 0.0069 Lt. P1 V 1 T1

P1 = 1.00210908 Atm T1 = 280.5 °K (1.34846623 Atm) (V2) P2 = 1.34846623 Atm

=

P2V2 T2

(1.00210908

Atm)

(0.0060

280.5 °K

Lt.)

=

325.5 °K

T2 = 325.5 °K V1 = 0.0060 Lt. V2 =? (0.00601265448 Atm-Lt.) = 1.34846623 Atm V2 280.5 °K 325.5 °K (0.00601265448 Atm-Lt.) (325.5 °K) = V2 (280.5 °K) ( 1.34846623 Atm) V2 = 0.0069 Lt. 5.- Calcule con el promedio de las relaciones PV/T, el valor de la Constante Universal del Comportamiento Ideal de los Gases. Considere aire con 79 % N2 y 21% O2, %mol. R= PV = nRT NO2MO2....

R= PV nT

n=

m

Maire

=

NN2MN2

M

Aire= 79% mol N2 y 21% mol O2 masa Promedio PV/T= 2.2110 x 10-5 Atm-Lt/°K

aire

= 7.5510 x 10-03

+

n= gmol N= Fracción mol m=Masa (balanza) M= Peso molecular

(Fracción) x 100= % x (Fracción) mol 100 = 79 % mol N2 Fracción mol N2 = 79/100 = 0.79 Fracción mol O2 = 21/100 = 0.21 Maire

=(0.79)(28.012

g/gmol)

+

(0.21)

(31.998 g/gmol) Maire = 28.84906 g/gmol n=

7.5510 x 10-03 g =

0.00026174

gmol 28.84906 g/gmol R= (2.2110 x 10-5 Atm-Lt/°K) (

1

) 0.00026174 gmol R = 0.008447 Atm-Lt/gmol °K 6.- ¿Qué valor encontró en la bibliografía para la constante anterior? R= 0.0821 Lt-Atm/mol -°K 7.- ¿A qué atribuye, si así fuera, la diferencia con el que Usted calculó? R= Lo atribuyo a los errores de medición que se pudieron haber tenido al medir el volumen así como la temperatura y al determinar la masa del émbolo; todo esto son factores que al no ser exactos modifican un resultado final. Aunque no considero que sea una diferencia muy grande. 8.- Ahora, grafique PV/nRT a diferentes presiones absolutas en atm, considere la R de la bibliografía. R= Ver gráfica. 9.- La gráfica anterior, ¿se parece a la de los textos? ¿Por qué? R= En parte considero que si porque, aunque la gráfica de la bibliografía indica que se forma una curva y yo haya obtenido una serie de rectas que se intersectan, mi gráfica si sigue la lógica de la gráfica de la bibliografía; ya que cuando aumenta la presión el factor de compresibilidad disminuye y, a su vez, cuando disminuye la presión, el factor de compresibilidad aumenta. 10.- ¿Cómo se llama la relación PV/nRT? R= Factor de compresibilidad.

11.- Si existiera un gas ideal, ¿cuál sería el valor de su relación PV/nRT? R= Su valor sería la unidad (1). 12.- Escriba su discusión sobre los resultados en la práctica (conceptos, hipótesis, leyes, enunciados, signos, valores, gráficas, etc.) comparándolos con los contenidos en la bibliografía. R= ♦ En la bibliografía se señala que la relación PV/T es una constante de proporcionalidad y, efectivamente, los datos que yo obtuve al calcularla fueron casi constantes, la pequeña diferencia que se presentó pudo haberse debido a errores de medición (como error de paralaje) o a defectos en los instrumentos de medición (termómetro, balanza analítica). ♦ En la última columna de la tabla de mis datos experimentales obtuve un factor de compresibilidad que, al igual que en la bibliografía, aumenta conforme disminuye la presión y, a su vez, disminuye cuando aumenta la presión, este comportamiento lo pude observar mediante mi gráfica de PV/nRT & Presión absoluta. ♦ La relación PV/T, según los textos, al graficar con diferentes temperaturas absolutas, se obtiene una recta, lo que indica que la relación no se modifica sino que permanece constante; por lo tanto mi gráfica, a primera vista, no se parece a la de la bibliografía pero esto se debe a que mis valores de PV/T no fueron 100% constantes y la diferencia se hizo notar por la escala utilizada. ♦ Con los resultados experimentales me di cuenta que el volumen de una masa fija de gas será directamente proporcional a su temperatura pero inversamente proporcional a su presión y encontré esto mismo en la bibliografía donde dice que existe una Ley que representa este comportamiento y que recibe el nombre de Ley Combinada de los Gases y la ecuación que la representa se llama “Ecuación General del Estado Gaseoso”, esta ecuación es la misma ecuación que yo logré deducir. ♦ Al calcular el volumen que tendría un gas, a ciertas condiciones de presion y temperatura, y compararlo con el experimental, me di cuenta que existía una diferencia de 1.4 ml. considero que es algo amplia pero que se debe a errores de medición. 13.- Anote sus conclusiones. R= ♦ Logre deducir, con ayuda de los datos experimentales obtenidos, cómo es que se relacionan tanto la presión así como el volumen y la temperatura de un gas cuando se mantiene la masa constante;

obteniendo que: el volumen de un gas varía directamente proporcional a su temperatura pero inversamente proporcional a su presión. ♦ Me fue posible construir una gráfica de la relación PV/T a diferentes temperaturas absolutas a partir de mis datos experimentales obtenidos, en las que la relación PV/T representaba la constante de proporcionalidad la cual variaba muy poco al variarle la temperatura. ♦ También logré construir un gráfica de la relación PV/nRT a diferentes presiones absolutas; para ello me base en mis resultados experimentales y con los respectivos cálculos obtuve los valores que necesitaba para poder graficar y observar el comportamiento del gas, en el que pude apreciar que conforme se aumenta la temperatura y disminuye o aumenta la presión, el volumen del gas también puede aumentar o disminuir. ♦ Logré calcular el valor de la Constante Universal del Comportamiento Ideal de los Gases, dándome como resultado: 0.0084082atm-Lt/mol°K) y lo compare con el ya conocido (0.082atmLt/mol°K); existiendo así muy poca diferencia. 14.- ¿Qué conocimientos novedosos para Usted adicionó a sus conocimientos anteriores? R= ♦ Ignoraba que existía un llamado factor de comprensibilidad y con mucha mayor razón desconocía cómo es que podía obtenerse; ahora ya se que dicho factor se emplea en los gases reales y que aumenta al disminuir la presion y, a su vez, disminuye al aumentar la presión del gas. ♦ Desconocía como podía calcular la Constante Universal del Comportamiento Ideal de los Gases; ahora se que para ello se necesita del promedio de la relaciones de PV/T y del número de moles del gas para calcularlos a través de una pequeña ecuación. ♦ No sabía cuál podría ser el valor del factor de comprensibilidad para un gas ideal si es que existiese; ahora ya se cuál es su valor. 15.- Anote la bibliografía consultada. R= Fisicoquímica básica Walter J. Moore Editorial Prentice-Hall Hispanoamericana S.A, Impreso en México 1986 Pág.: 22-24 Física. Conceptos y Aplicaciones. 6ª Edición. Paul E. Tippens.

Editorial McGraw-Hill. Impreso en México. 2001 Pág.: 425-430.