laboratorio de gases ideales

1. LABORATORIO DE GASES
DANIELA GÓMEZ DÍAZ
GRADO:
10-1
PRESENTADO A LA PROFESORA:
DIANA FERNANDA JARAMILLO CARDENAS
EXALUMNAS DE LA PRESENTACIÓN

2. IBAGUÉ
TABLA DE CONTENIDO
-INTRODUCCIÓN
-CONCEPTOS:
➔ ESTADOS DE AGREGACION
➔ TEMPERATURA
➔ PRESION
➔ VOLUMEN
➔ CANTIDADDE GAS
-LEYES:
➔ AVOGADRO
➔ BOYLE
➔ CHARLES
➔ GAY-LUSSAC
-EJERCICIOS:
➔ BOYLE
➔ CHARLES
-CONCLUSION

3. INTRODUCCIÓN:
Este trabajo lo realice con el fin de conocer a fondo los
conceptos de boyle, charles y gay-lussac nos sirve para
aprender de una manera didáctica y entretenida, este
informe nos damos a conocer todo lo que pudimos ver y
conocer en la actividad y realizamos ciertos ejercicios con los
cuales podemos poner en funcionamiento lo aprendido

4. Estados de agregación
Los estados de agregación, sólido, líquidoygaseoso, dependen
fundamentalmentede las condiciones de presión ytemperatura a las que esté
sometida la materia.
Solido
Liquido

5. Gas
En el estadosólido los átomos o moléculas ocupan posiciones
fijas aunque se encuentranvibrandoen esasposiciones con una
capacidadde movimientolimitada.
En el estadolíquido la fuerza de cohesión que mantiene
unidas a las moléculas es muchomenor.
En un líquido las moléculas tienen una cierta capacidadde
movimientoque, en gran medida, está limitada porlas
otras moléculas que tienen alrededor.
En un gas las moléculasse encuentran muylejanasunas de
otras y se mueven en todas direcciones con libertad
absoluta.

6. TEMPERATURA
Según la teoría cinética, la temperatura es una medida de la energía cinética
media de los átomos y moléculas que constituyen un sistema. Dado que la
energía cinética depende de la velocidad, podemos decir que la temperatura
está relacionada con las velocidades medias de las moléculas del gas.
Hay varias escalas para medir la temperatura; las más conocidas y utilizadas
son las escalas Celsius (ºC), Kelvin (K) y Fahrenheit (ºF).
¿Cómosecalibraun termómetro?
Mientras se está produciendoun cambiode estadola temperatura permanece
constante ypor elloconsideramos los cambios de estadodel agua (a 1 atm)
como puntos de referencia.
Punto de fusión del agua:
La fase líquida se encuentra enequilibriocon la fase sólida yla
temperatura permanece constante.
Los valores otorgados a este puntoen cada escala son:
● Celsius: 0
● Kelvin: 273.15

7. ● Fahrenheit: 32
Punto de ebullición del agua:
La fase líquida se encuentra enequilibriocon la fase gaseosa yla
temperatura permanece constante.
Los valores otorgados a este puntoen cada escala son:
● Celsius: 100
● Kelvin: 373.15
● Fahrenheit: 212
En el intervalode temperatura comprendidoentre los puntos de fusión y
ebullición, el agua permanece líquida.Este intervalose divide en 100partes en
las escalas Celsius yKelvin, mientras que enla escala Fahrenheitse divide en
180partes.
Presión = 1 atm P.F.
del agua
P.E.
del agua
Divisiones
Escala Celsius 0 100 100
Escala Kelvin 273.15 373.15 100
Escala Fahrenheit 32 212 180
Relación entre las escalas
T(K) = T(°C) + 273.15
T(°F) = T(°C)·1.8 + 32
Recuerda:

8. En los cálculos que vamos a realizaren este trabajoSIEMPREhabrá que
expresarla temperatura en kelvin.
PRESION
En Física, llamamos presión a la relación que existeentreuna fuerza yla
superficie sobre la que se aplica:
Dado que en el Sistema Internacional la unidadde fuerza es el newton (N) yla
de superficie es el metrocuadrado(m2), la unidadresultante para la presión es
el newton por metrocuadrado (N/m2) que recibe el nombrede pascal(Pa)
Otra unidadmuy utilizada para medirla presión, aunque noperteneceal Sistema
Internacional, esel milímetrode mercurio(mm Hg) que representa una presión
equivalente al pesode una columna de mercuriode 1 mm de altura. Esta unidad
está relacionada con la experiencia de Torricellique encontró, utilizandoun
barómetrode mercurio, que al nivel del marla presión atmosférica era equivalente
a la ejercida poruna columna de mercuriode 760mm de altura.
En este caso la fuerza se correspondería con el peso
(m⋅gm⋅g) de la columna de mercurio por lo que

9. Como la masa puede expresarse como el producto de la
densidad por el volumen (m=d⋅Vm=d⋅V), si sustituimos será:
y dado que el volumen es el producto de la superficie de la
base por la altura (V=S⋅hV=S⋅h), tenemos
y simplificandotenemos:
que nos permite calcularla presión en función de la densidad, la intensidaddel
campogravitatorio y la altura de la columna.
Sustituyendolos correspondientes valores enla ecuación anteriortenemos
que:

10. Según la teoría cinética, la presión de un gas está relacionada con el númerode
choques por unidadde tiempode las moléculas delgas contra las paredes del
recipiente. Cuandola presión aumentaquiere decirque el númerode choques
por unidadde tiempoes mayor.
En este trabajousaremos la atmósfera (atm) yel milímetrode mercurio
(mmHg):
1atm=760mmHg

11. VOLUMEN
El volumen es el espacioque ocupa un sistema. Recuerda que los gases ocupan
todo el volumen disponible del recipiente enel que seencuentran. Decir que el
volumen de un recipiente que contiene un gas ha cambiado es equivalente a
decir que ha cambiado el volumen del gas.
En el laboratorio se utilizan frecuentemente jeringuillas como recipientes de
volumen variable cuando se quiere experimentar con gases.
Hay muchas unidades para medirel volumen. En estetrabajousaremos el litro
(L) y el mililitro (mL)
Su equivalencia es:
1L = 1000 mL

12. Como 1 L es equivalente a 1 dm3, es decir a 1000 cm3, tenemos que el mL y el
cm3 son unidades equivalentes.
CANTIDAD DE GAS
La cantidad de gas está relacionada con el número total de moléculas que se
encuentran en un recipiente. La unidadque utilizamos para medir la cantidad
de gas es el mol.
Un mol es una cantidad igual al llamado número de Avogadro:
La masa molarde una sustancia pura es la masa que correspondea 1 mol de
dicha sustancia:
Con el siguiente simuladorpuedes calcularlas masas molaresde algunas
sustancias puras comoel hidrógeno, el metano,el cloroyel yodo. La medida es
correcta cuando se enciende eltestigorojo.
LEY DE AVOGADRO
Relación entre la cantidad de gas y su volumen
Esta ley, descubierta por Avogadro a principios del siglo XIX, establece la
relación entre la cantidad de gas y su volumen cuando se mantienen

13. constantes la temperatura y la presión. Recuerda que la cantidad de gas la
medimos en moles.
El volumen es directamente proporcional a la cantidadde gas:
● Si aumentamos la cantidadde gas,aumentará el volumen.
● Si disminuimos la cantidadde gas, el volumen disminuye.
¿Por qué ocurre esto?
Vamos a suponerque aumentamos la cantidadde gas. Estoquiere decirque al
habermayornúmerode moléculas aumentarála frecuencia de los choques con
las paredes del recipienteloque implica (porun instante) que la presión dentro
del recipiente es mayorque la exteriory estoprovoca que el émbolose desplace
hacia arriba inmediatamente.Al haberahora mayordistancia entre las paredes
(es decir, mayorvolumen del recipiente) el númerode choques de las
moléculas contra las paredesdisminuye yla presión vuelve a suvalororiginal.
Según hemos vistoen la animación anterior, también podemosexpresarla ley
de Avogadro así:

14. (el cociente entre el volumen y la cantidad de gas es constante)
Supongamos que tenemos una cierta cantidadde gas n1que ocupa un volumen
V1 al comienzodel experimento. Sivariamos la cantidadde gas hasta un nuevo
valor n2, entonces el volumen cambiará a V2, y se cumplirá:
Que es otra manera de expresar la ley de Avogadro.
LEY DE BOYLE
Relación entre lapresión y el volumen de un gas cuando latemperatura es
constante

15. Fue descubierta por Robert Boyle en 1662. Edme Mariotte también llegó a la
misma conclusión que Boyle, peronopublicósus trabajos hasta 1676. Esta es la
razón por la que en muchos libros encontramos esta ley con el nombre de Ley
de Boyle y Mariotte.
La ley de Boyle establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es
inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura
es constante.
El volumen es inversamente proporcional a la presión:
● Si la presión aumenta, el volumen disminuye.
● Si la presión disminuye, el volumen aumenta.
¿Por qué ocurre esto?
Al aumentarel volumen, laspartículas (átomos omoléculas)del gas tardan más
en llegara las paredesdel recipiente yporlotanto chocan menos veces por
unidadde tiempocontra ellas. Estosignifica que la presión será menorya que
ésta representa la frecuencia de choques delgas contra las paredes.
Cuandodisminuye el volumen la distancia que tienen que recorrerlas
partículas es menorypor tanto se producen más choques en cada unidadde
tiempo: aumenta la presión.

16. Lo que Boyle descubrióes que sila cantidadde gas y la temperatura
permanecenconstantes,el productode la presión porel volumen siempre
tiene el mismovalor.
Como hemos visto, la expresión matemática de esta leyes:
P⋅V=k
(el producto de la presión por el volumen es constante)
Supongamos que tenemos un ciertovolumen de gas V1 quese encuentra a una
presión P1 al comienzodel experimento. Sivariamos el volumen de gas hasta
un nuevo valor V2, entonces la presión cambiará a P2, yse cumplirá:
P1⋅V1=P2⋅V2
que es otra manera de expresarla leyde Boyle.
LEY DE CHARLES
Relación entre latemperatura y el volumen de un gas cuando lapresión es
constante
En 1787, Jack Charles estudió por primera vez la relación entre el volumen y la
temperatura de una muestra de gas a presión constante y observó que cuando
se aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al
enfriar el volumen disminuía.

17. El volumen es directamenteproporcional a la temperatura del gas:
● Si la temperatura aumenta,el volumen del gas aumenta.
● Si la temperatura del gas disminuye,el volumen disminuye.
¿Por qué ocurre esto?
Cuandoaumentamos la temperatura delgas lasmoléculas se mueven con más
rapidez y tardan menos tiempo en alcanzar las paredes del recipiente. Esto
quiere decir que el número de choques por unidad de tiempo será mayor. Es
decir se producirá un aumento(porun instante) de la presión en el interior del
recipiente yaumentará el volumen (el émbolo se desplazará hacia arriba hasta
que la presión se iguale con la exterior).
Lo que Charles descubrióes que si la cantidad de gas y la presión permanecen
constantes, el cociente entre el volumen y la temperatura siempre tiene el
mismo valor.
Matemáticamentepodemos expresarloasí:
(el cociente entre el volumen yla temperatura es constante)

18. Supongamos que tenemos un ciertovolumen de gas V1 quese encuentra a una
temperatura T1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas
hasta un nuevo valorV2, entonces la temperatura cambiará a T2, yse cumplirá:
que es otra manera de expresar la ley de Charles.
Esta leyse descubre casi ciento cuarenta años después de la de Boyle debido a
que cuando Charles la enunció se encontró con el inconveniente de tener que
relacionarel volumen con la temperatura Celsius ya que aún noexistía la escala
absoluta de temperatura.
Ley de Gay-Lussac
Relación entre lapresión y latemperatura de un gas cuando el volumen es
constante
Fue enunciada porJosephLouis Gay-Lussac a principios de 1800.
Establece la relación entre la temperatura yla presión de un gas cuandoel
volumen es constante.

19. La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura:
● Si aumentamos la temperatura, aumentará la presión.
● Si disminuimos la temperatura, disminuirá la presión.
¿Por qué ocurre esto?
Al aumentarla temperatura las moléculasdel gasse mueven más rápidamente
y por tanto aumenta el número de choques contra las paredes, es decir
aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no
puede cambiar.
Gay-Lussac descubrió que, en cualquier momento de este proceso, el cociente
entre la presión y la temperatura siempre tenía el mismo valor:
(el cociente entre la presión y la temperatura es constante)
Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presión P1 y a una
temperatura T1 al comienzodel experimento. Sivariamos la temperatura hasta
un nuevo valor T2, entonces la presión cambiará a P2, y se cumplirá:

20. que es otra manera de expresarla leyde Gay-Lussac.
Esta ley, al igual que la de Charles, está expresada en función de la temperatura
absoluta. Al igual que en la leyde Charles, las temperaturas han de expresarse
en Kelvin.
LABORATORIO
SALA DE BOYLE:
1/P frente a V

21. P frente a V
1/P frente a V
P frente a V

22. SALA DE CHARLES:

23. EJERCICIOS
LEY DE BOYLE
SOLUCIÓN:
P1= p2 . v2
P1=? v
V1=1.198 L P1= 1.61 Atm . 3.511 L
1.198 L
P2=1229MmHg
122 MmHg X 1 Atm = 1.61 Atm
V2=3.511 Ml 760
3.511 Ml X 1L = 3.511 L
1000 Ml
P1= 4.71 Atm

24. solución
P1=3566MmHg V2= p1 . p2
v1
V1=1.396 L 3566.1 atm = 0.468 atm
760
P2=3375mmHg 3375.1 atm = 0.443 atm
760
V2=?
V2= 0.468 atm . 0.443 atm v2= 1475 ml
1.296 L

25. LEY DE CHARLES
SOLUCIÓN
T1=895 K T2= 5.94 L . 895 K
3.61 L
V1=3610ML
T2= 1.472 K
T2=?
3610 ML.1L =3.61 L
V2=5.94 L 1000 ML
T2= V2.T1
V1

26. conclusion:
Gracias a este laboratoriologramos entenderlos conceptos yejercicios que se
nos ha mostradoen la página web
se da a conocerque química puede hacerse de manera didáctica ysencilla.
concluimos que se puede aprenderde varias maneras lascualespodremos
entendermás fácil ytomarloen clases
SOLUCION
T1=806.10 K 5890 ML. 1 L = 5.89
1000 ML
V1=1.06 L
V1=V2
T2=4479.2 K T1 T2
V2=5890ML V1.T2=T1
V2
106 L . 4479.2 K = T1 T1= 806.10 K
5.89 L