I.- RESUMEN

OBJETIVOSEstudiar las principales propiedades de los gases, tales como capacidad calorfica y densidad.

MTODOS UTILIZADOSMtodo de Clment y Desormes.Mtodo de Vctor Meyer.

CONDICIONES LABORATORIOP = 756 mmHgT = 21CHR = 96 %

RESULTADOS PRINCIPALESValor de : 1.65Valor de Cp : 5.05cal/mol KValor de Cv : 3.06 cal/mol KDensidad del cloroformo : 0.4812 g/l

EFICIENCIA

Relacin de capacidades calorficas: %ECv = = 0.38% %ECp = = 0.27 %

%E = = 0.19 %

Densidad de gases:

CONCLUSIN PRINCIPAL

Se ha podido demostrar que al utilizar el mtodo de Vctor Meyer se puede obtener de una manera prctica la densidad de gases reales como es el caso del cloroformo es idneo para tomar mediciones de peso, temperatura y la presin ambiente.II.- INTRODUCCIN

Se denomina gas al estado de agregacin de la materia que no tiene forma ni volumen propio. Se compone principalmente de molculas no unidas, expandidas y con poca fuerza de atraccin, provocando que ests se expandan para ocupar todo el volumen del recipiente que lo contiene, por lo tanto, su densidad es mucho menor que la de los lquidos y slidos.Algunos de los sustratos y productos del metabolismo son gases, por ejemplo: oxgeno, dixido de carbono, nitrgeno e hidrgeno. Por tanto, es importante entender algunas de sus propiedades caractersticas. Los gases tienen mltiples aplicaciones. Son utilizados para acelerar o frenar procesos, calentar, enfriar, alterar y preservar productos. Son "trabajadores invisibles" que llevan cabo servicios invaluables para el hombre y el medioambiente, tales como: mantener frescos los alimentos, ayudarnos a respirar, y limpiar y mejorar la calidad del agua, entre otros. En suma, los gases estn involucrados en el mantenimiento de la salud y el mejoramiento de la calidad de vida.Para aplicaciones industriales o mdicas, el oxgeno, nitrgeno y argn se obtienen del aire por medio del proceso de separacin. Este proceso es un mtodo criognico (a bajas temperaturas) desarrollado por Carl von Linde, hace ms de 100 aos. El aire es comprimido y liberado del vapor, la suciedad y el dixido de carbono que contiene. Luego, es refrigerado a temperaturas extremadamente bajas y comprimido a su estado lquido donde puede ser separado por destilacin en oxgeno, nitrgeno, argn y otros gases nobles.Otros gases de importancia son los denominados combustibles gaseosos, que son hidrocarburos naturales, gases fabricados exclusivamente para su empleo como combustibles, y aquellos que se obtienen como subproducto en ciertos procesos industriales y que se pueden aprovechar como combustibles.

III.- PRINCIPIOS TERICOSGASEs la materia que posee la propiedad de llenar completamente el recipiente que lo contiene, con una densidad uniforme, es por esto que no posee forma ni volumen definido. Las fuerzas de repulsin son ms intensas que las de cohesin. Estas molculas gaseosas estn dotadas de un movimiento, incesantes y catico, chocando entre s y con las paredes del recipiente que lo contiene. Generalmente se comportan de dos formas:Gases IdealesEs un gas hipottico formado por partculas puntuales, sin atraccin ni repulsin entre ellas y cuyos choques son perfectamente elsticos (conservacin de momento y energa cintica). Los gases reales que ms se aproximan al comportamiento del gas ideal son los gases monoatmicos en condiciones de baja presin y alta temperatura. Se ajustan a las leyes de los Gases Ideales y a la ecuacin de estado:P V = n R TGases RealesPresentan fuertes atracciones intermoleculares siendo el volumen de las molculas significativo respeto al total. La ecuacin de Berthelot, es una ecuacin de estado que corrige la desviacin de la idealidad; es vlida para presiones cercanas a 1 atm:P V = n R TLa cual se aplica a los gases reales nicamente cuando stos se encuentran a presiones bajas y temperaturas altas, condiciones que corresponde a grandes volmenes molares.

P, V, T :Presin, Volumen y Temperatura del gasM: Peso Molecularm : Masa de la sustanciaR: Constante de los Gases IdealesR' : Correccin para desviacin de idealidadPc, TC : Presin y Temperatura crtica del gasDENSIDAD DE GASESLa densidad () es una magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen, y puede utilizarse en trminos absolutos o relativos. En trminos sencillos, un objeto pequeo y pesado, como una piedra o un trozo de plomo, es ms denso que un objeto grande y liviano, como un corcho o un poco de espuma. Densidad AbsolutaRelacin entre la masa por unidad de volumenDensidad RelativaRelacin de la densidad de una sustancia con respecto a la de un gas de referencia.La densidad () de un gas se puede obtener a partir de la relacin:

RELACIN DE CAPACIDADES CALORFICAS DE LOS GASESCapacidad Calorfica de los gasesEs la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una sustancia en un grado. Hay dos tipos de capacidad calorfica:A volumen constante, cuando el volumen se mantiene constante mientras se eleva la temperatura, lo que da origen a que aumente la presin del gas. El calentamiento se realiza en recipiente cerrado.A presin constante, cuando la presin se mantiene constante mientras se eleva la temperatura, lo que da origen a que aumente el volumen del gas. El calentamiento se realiza en recipiente abierto.

La relacin de ambas, conocida como depende si el gas es mono, di o poliatmico y puede ser determinada experimentalmente mediante el mtodo de Climent y Desormes, realizando en el sistema, primero una expansin adiabtica, y luego un calentamiento a volumen constante; para un sistema de ste tipo se cumple:

CpCv

monoatmico5R/23R/2

diatmico7R/25R/2

triatmico9R/27R/2

poliatmico11R/29R/2

Cp - Cv = R = 1.987 cal/mol-Ky si el cambio de presin es pequeo, sabiendo que P=gh:

Expansin AdiabticaUn proceso es adiabtico cuando no hay ni ganancia ni perdida de calor, esto es, que el sistema en estudio se asla trmicamente de sus alrededores de modo que q=0. En una expansin adiabtica, el trabajo externo se afecta a expensas de la energa interna del gas y la temperatura desciende.Riesgos a la salud

Ficha tcnica

IV.- DETALLES EXPERIMENTALES1.- RELACIN DE CAPACIDADES CALORFICAS POR EL MTODO DE ----------CLMENT Y DESORMES En el equipo (fig. 1), aumentar la presin del tanque manteniendo cerrado B, hasta obtener un desnivel de aproximadamente 10 cm (h1). Abrir B para liberar la presin, y luego cerrarlo rpidamente cuando ambas ramas del manmetro se crucen. Medir la altura del segundo rebote, que ser muy similar al tercero, para obtener el desnivel h2. Hacer 4 veces ste procedimiento para h1=10, 15, 20 cm.

2.- DETERMINACIN DE LA DENSIDAD DE GASES POR EL MTODO DE ------VCTOR MEYER. (fig. 2) Colocamos en un vaso agua de cao, hasta los 2/3 de su capacidad, llevar el agua a ebullicin durante 10 min. Mientras tanto abrimos la llave de la bureta para nivelar el agua hasta la marca inicial, al lograr esto, cerramos la llave de la bureta y equilibramos los niveles de la bureta y de la pera. En una luna, pesar la ampolla, luego introducir cloroformo en la ampolla aproximadamente hasta la mitad. Pesar nuevamente para obtener, por diferencia, el peso de la muestra. Mientras el agua ebulle, introducir el tubo de vaporizacin con su tapn en el vaso, al cabo de un instante, destapar el tubo e introducir rpidamente la ampolla con la muestra, cerrar el tubo inmediatamente y seguidamente abrir la llave de la bureta. Observamos que el nivel de agua en la bureta empieza a descender, igualamos esta marca con la de la pera, hasta que el nivel del agua deje de bajar. Finalmente cerrar rpidamente la llave de la bureta, anotamos el volumen desplazado de agua, y al cabo de 10 minutos medir la temperatura del agua en la pera.V.- TABULACION DE DATOS Y RESULTADOS EXPERIMENTALES

Tabla 1: Condiciones de laboratorioP (mmHg)T (C)HR

75621.0096%

Tabla 2: Datos tericosRELACIN DE CAPACIDADES CALORFICAS

Cp (aire)Cv (aire) (aire)

6,96 cal/mol-K4,97 cal/mol-K1,40

DENSIDAD DE GASES

Masa molecular del cloroformo(CHCl3)119.39 g/mol

Temperatura crtica del cloroformo263.4 C

Presin crtica del cloroformo53.79 atm

Presin de vapor de agua a 20C159.6 mmHg

Temperatura a C.N273 K

Presin a C.N.760 mmHg

Fuente: http://www.insht.es/IMG/pdf/nspn0027.pdf http://www.quimica.unam.mx/IMG/pdf/7cloroformo.pdf

Tabla 3: Datos experimentalesRELACIN DE CAPACIDADES CALORFICAS

h1(cm)h2(cm)h2(cm)

102,12,22,42.12.2

152.42.52.62.52.5

202.82.62.82.72.73

DENSIDAD DE GASES

Peso ampolla 0.6871 g

Peso ampolla + cloroformo0.7535 g

Peso del cloroformo (tricloruro de metilo)0.0664 g

Volumen de agua desplazado14.6 mL

Temperatura del agua en la pera24 C

Tabla 4: ResultadosValor experimentalValor terico%error

Cp3.06 cal/mol-K6,96 cal/mol-K0.27%

Cv5.05 cal/mol-K4,97 cal/mol-K0.38%

1.651,400.19%

Densidad del cloroformo 0.4812 g/l0.0006 g/l%

VI.- CLCULOS

1.- RELACIN DE CAPACIDADES CALORFICAS POR EL MTODO DE --CLMENT Y DESORMESDe la relacin:

10 =1.28

15 =2.5exp =1.65= Cpexp

20 =1.16 Cvexp

Obtenemos el sistema:

1.65 x Cvexp = Cpexp Cpexp - Cvexp = 1.987 cal/mol-K

De donde:

Cvexp = 3.06Cpexp = 5.05

Finalmente, obtenemos los porcentajes de error

%ECv = =0.38 %

%ECp = =0.27 %

%E= = 0.19 % 2.- DETERMINACIN DE LA DENSIDAD DE GASES POR EL MTODO DE --VCTOR MEYERHallando la densidad terica del cloroformo (CHCl3)a CNPor la ecuacin de Berthelot

P V = n R T

Reemplazando:

De donde = 0.0006 g/l

Hallando

De la relacin: ...(*)

Por la ley de Boyle

De donde: (**) Hallando Pb

Pb : Presin baromtrica corregidaPb : Presin baromtrica = 760mmHgh : Humedad relativa del aire (96%)F : Presin de vapor de agua a 20,5C =159.6 mmHg

Reemplazando:

En (**)

Finalmente, reemplazando en (*):

Obteniendo el porcentaje de error

VII.- ANLISIS Y DISCUSIN DE RESULTADOS

La capacidad calorfica obtenida por el mtodo de Clment y Desormes no es muy exacta, porque no se puede calcular exactamente el momento en que se cruzan en el manmetro las alturas. En la determinacin de la densidad de los gases por el mtodo de Vctor Meyer hubo un error ya que no estuvo muy bien asegurada la manguera que conduca el aire, ya que pudo haber escape de aire y se pudo enfriar afectando los resultados, ya que se trataba de una expansin adiabtica. Respecto a la parte de Densidad de Gases se observa que hubo cierta diferencia con el terico ya que no hubo una buena pesada de la ampolla con el cloroformo, No se asegur bien el equipo con los tapones, ya que pudo ingresar mayor cantidad de aire, haciendo desplazar ms volumen. Se tuvo un desnivel de la bureta con la pera ya que pudo modificar variacin en la presin. No se pudo colocar rpidamente la ampolla al tubo de vaporizacin, ya que en el desplazamiento pudo haber ingresado aire, mezclndose con el cloroformo. Se tuvo un desnivel de la bureta con la pera ya que pudo modificar variacin en la presin.

VIII.- CONCLUSIONES

En la realizacin de este experimento comprobamos o bien, encontramos las densidades y el volumen de un gas, cuando este s desprende de una reaccin; cabe sealar que es importante conocer las diferentes maneras de encontrarlos tantos los valores tericos como los valores experimentales. Adems de esto podemos verificar diferentes comportamientos de a partir del mtodo de trabajo o experimental que se realice; por otra parte tambin hicimos el clculo del error relativo del experimento, entre los valores tericos-experimentales.

El mtodo de Victor Meyer fue utilizado para el clculo de la densidad de los gases, como tambin fue utilizado el mtodo de Clment y Desormes para el clculo de las capacidades calorficas.

IX.- RECOMENDACIONES

Es recomendable saber el punto de ebullicin de los lquidos orgnicos voltiles a utilizar en el experimento. Al determinar la densidad de gases por el Mtodo de Vctor Meyer se utiliz un lquido voltil, que era el cloroformo el cual tiene un punto de ebullicin de 61C; si hubiramos utilizado por ejemplo el ter como liquido voltil, y lo introducamos en el vaso despus de haber calentado durante 10 minutos; el ter al tener un punto de ebullicin de 34.6C, y siendo este menor al del cloroformo, se habra evaporado ms rpidamente.

Al realizar el experimento sobre capacidades se pudo hallar las capacidades calorficas mediante el mtodo de Clment y Desormes;Sera recomendable que todas las uniones del equipo de trabajo ter hermticamente cerradas; as no se permitira fugas de aire y nuestros resultados experimentales tendran un porcentaje error mnimo.

X.- BIBLIOGRAFA

Pons Muzzo, Gastn, Fisicoqumica, 5ta Edicin, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima Per 1981.

http://www.insht.es/IMG/pdf/nspn0027.pdf

http://www.quimica.unam.mx/IMG/pdf/7cloroformo.pdf

XI.- APNDICE

A.- CUESTIONARIO1. En qu consiste el mtodo de Regnault para la determinacin de los pesos moleculares de las sustancias gaseosas.En el mtodo de Regnault, para determinar el peso molecular de un gas, se pesa un baln de vidrio completamente vaco y luego lleno de gas; el volumen se obtiene pesndolo lleno de agua. Un segundo baln, del mismo tamao, se utiliza como contrapeso para evitar molestas correcciones, debido a las fluctuaciones del aire y la humedad. La pesada exacta de balones grandes es difcil.2. Explicar las diferencias y semejanzas que existen entre las isotermas de un gas real y la de un gas ideal.La ley de Boyle, es llamada la tambin Ley de las Isotermas, porque durante el fenmeno que relata, la temperatura de la masa de gas debe permanecer constante. Manteniendo constante la temperatura de una masa de un gas, los volmenes que puede presentar estn a razn inversa de las presiones que soportan.Generalizando para una misma masa de un gas a una temperatura dada, siempre el producto de la presin por su volumen respectivo es constante. (PV)T = KLa ley de Boyle es exacta slo para los gases ideales. Para los gases reales o actuales, se ha mostrado que la Ley de Boyle no es exacta, que es una ley lmite que describe ms o menos bien el comportamiento de un gas real cuando su presin disminuye. A presiones cercanas o por debajo de las comunes de la atmsfera, las desviaciones de esta ley son pequeas para la mayora de los gases reales. De comn, los gases reales siguen la ley de Boyle a presiones hasta de 2 atm , con un error de 1.5%, cosa que es despreciable.Si para un gas ideal trazamos un sistema de ejes coordenados, en donde la ordenada representa el producto (PV) y la abscisa las presiones se obtendr la siguiente isoterma

Para la mayora de los gases reales, a temperatura constante, el producto (PV) primero disminuye conforme aumenta la presin, pasa despus por un mnimo y finalmente empieza a aumentar con el aumento de la presin (a excepcin de el hidrgeno y el helio, cuyo producto (PV) aumenta de continuo con el aumento de la presin sin pasar por un mnimo, cuando la temperatura constante es la del ambiente, sin embargo a temperatura bajas, el producto (PV) para estos gases pasa tambin por un mnimo).

3. Explicar el efecto de la altura en un campo gravitacional sobre la presin de los gases. La relacin que existe entre la altura y la presin ejercida sobre un gas, en un campo gravitacional, es inversamente proporcional. Esto quiere decir que a mayor altura la presin que ejerce la gravedad ser menor, y que a menor altura la presin que ejerce la gravedad ser mayor.

B.- GRFICOSFigura 2Figura 1

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