Este documento presenta un informe de laboratorio sobre gases realizado por Laura Alejandra Gutierrez Manchola para su profesora Diana Fernanda Jaramillo. El informe incluye una introducción sobre la importancia de los gases, objetivos, procedimiento, marco teórico sobre estados de agregación, temperatura, presión, volumen y cantidad de gas. También explica las leyes de Avogadro, Boyle, Charles, Gay y gases ideales a través de ecuaciones y ejemplos. Por último, presenta ejercicios resueltos aplicando dichas leyes.

1. Laboratorio​ ​de​ ​Química
Laura​ ​Alejandra​ ​Gutierrez​ ​Manchola
Grado​ ​Decimo​ ​3
Profesora
Diana​ ​Fernanda​ ​Jaramillo
Institucion​ ​Educativa​ ​Exalumnas​ ​de​ ​la​ ​Presentación
Ibagué
2017

2. Laboratorio​ ​de​ ​Gases
Laura​ ​Alejandra​ ​Gutierrez​ ​Manchola
Informe​ ​de​ ​laboratorio​ ​de​ ​Gases​ ​de​ ​Química
Diana​ ​Fernanda​ ​Jaramillo
Institucion​ ​Educativa​ ​Exalumnas​ ​de​ ​la​ ​Presentación
Ibagué
2017
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3. Tabla​ ​de​ ​Contenido
1. Introducción
2. Objetivos
3. Procedimiento
4. Marco​ ​Teórico
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​4.1​ ​Estados​ ​de​ ​Agregación
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​4.2​ ​Temperatura
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​4.3​ ​Presion
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​4.4​ ​Volumen
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​4.5​ ​Cantidad​ ​de​ ​Gas
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​5.​ ​​ ​Leyes
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​5.1​ ​Avogadro
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​5.2​ ​Boyle
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​5.3​ ​Charles
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​5.4​ ​Gay
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​5.5​ ​Gases​ ​Ideales
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​5.6​ ​Ley​ ​Generalizada
​ ​​ ​​ ​​ ​6.​ ​Ejercicios
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​6.1​ ​Ley​ ​de​ ​Boyle
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​6.2​ ​Ley​ ​de​ ​Charles
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​6.3​ ​Avogadro
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​6.4​ ​Gases​ ​Ideales
​ ​​ ​​ ​7.​ ​WebGrafia
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4. Introducción
Los gases han sido de una gran ayuda para descubrir y explicar temas químicos. El
estado gaseoso es muy agradable de experimentar, ya que es incoloro, y no es
visibles. En nuestra vida diaria podemos observar gases como: Los freones son
gases sintéticos que se utilizan como refrigerantes. El Cl2 es un gas que utilizamos
para la purificar el agua potable. También encontramos gases que destruyen el
medio​ ​ambiente​ ​como​ ​el​ ​carbono​ ​y​ ​el​ ​metano​ ​que​ ​causan​ ​el​ ​efecto​ ​invernadero.
Los gases están construidos por
leyes, donde se destacan las
condiciones de volumen, presión y
temperatura.Ley de Boyle
establece la relación entre volumen
y presión, que es inversamente
proporcional. Ley de Charles,
establece la relación entre volumen
y temperatura que es directamente
proporcional. Ley de gay establece
la relación entre temperatura y
presión que son directamente
proporcionales.
En este informe se hablara de cada una de estas leyes, se darán ejemplos y por
medio de una plataforma de laboratorio virtual se presentarán diferentes ejercicios
de​ ​cada​ ​uno​ ​desarrollados​ ​correctamente.
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5. Objetivos
1. Dar​ ​a​ ​conocer​ ​la​ ​importancia​ ​de​ ​los​ ​gases​ ​en​ ​nuestra​ ​vida​ ​cotidiana.
2. Reconocer​ ​cada​ ​una​ ​de​ ​las​ ​leyes​ ​de​ ​los​ ​gases.
3. Relacionar​ ​los​ ​ejercicios​ ​planteados​ ​con​ ​los​ ​problemas​ ​del​ ​laboratorio.
4. Aprender​ ​los​ ​procesos​ ​para​ ​despejar​ ​las​ ​ecuaciones​ ​de​ ​las​ ​leyes.
5. Identificar​ ​la​ ​diferencia​ ​en​ ​cada​ ​una​ ​de​ ​las​ ​leyes.
6. Dar​ ​a​ ​conocer​ ​la​ ​plataforma​ ​virtual​ ​educaplus.
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6. Procedimiento
1. Se​ ​procedió​ ​a​ ​entrar​ ​a​ ​la​ ​página​ ​educaplus​ ​con​ ​el​ ​siguiente​ ​enlace:
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​http://www.educaplus.org/gases/ley_avogadro.html​.
2. Contextualizamos​ ​los​ ​diferentes​ ​conceptos​ ​basicos.
3. Damos​ ​paso​ ​a​ ​las​ ​leyes​ ​de​ ​los​ ​gases,​ ​se​ ​leyó​ ​cada​ ​una​ ​y​ ​se​ ​analizaron​ ​las
diferentes​ ​ecuaciones.
4. Posteriormente​ ​se​ ​dio​ ​en​ ​la​ ​opción​ ​ejercicios​ ​donde​ ​se​ ​empezó​ ​a​ ​realizar
varios​ ​problemas​ ​sobre​ ​cada​ ​unas​ ​de​ ​las​ ​​ ​leyes​ ​de​ ​gases.
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7. Marco​ ​Teórico
Estados​ ​de​ ​Agregación
Los estados de agregación, ​sólido​, ​líquido y ​gaseoso​, dependen
fundamentalmente de las condiciones de presión y temperatura a las que esté
sometida​ ​la​ ​materia.
● Solido
En el estado sólido los átomos o moléculas ocupan posiciones fijas aunque se
encuentran​ ​vibrando​ ​en​ ​esas​ ​posiciones​ ​con​ ​una​ ​capacidad​ ​de​ ​movimiento​ ​limitada.
● Liquido
En el estado líquido la fuerza de cohesión que mantiene unidas a las moléculas es
mucho​ ​menor.
En un líquido las moléculas tienen una cierta capacidad de movimiento que, en gran
medida,​ ​está​ ​limitada​ ​por​ ​las​ ​otras​ ​moléculas​ ​que​ ​tienen​ ​alrededor.
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8. ● Gas
En​ ​un​ ​gas​ ​las​ ​moléculas​ ​se​ ​encuentran​ ​muy​ ​alejadas​ ​unas​ ​de​ ​otras​ ​y​ ​se​ ​mueven​ ​en
todas​ ​direcciones​ ​con​ ​libertad​ ​absoluta.
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9. Temperatura
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​).
Datos
Presión
llamamos​ ​presión​ ​a​ ​la​ ​relación​ ​que​ ​existe​ ​entre​ ​una​ ​fuerza​ ​y​ ​la​ ​superficie​ ​sobre​ ​la
que​ ​se​ ​aplica:
P=F/S
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10. Dado que en el Sistema Internacional la unidad de fuerza es el newton (N) y la de
superficie es el metro cuadrado (m​2​
), la unidad resultante para la presión es el
newton​ ​por​ ​metro​ ​cuadrado​ ​(N/m​2​
)​ ​que​ ​recibe​ ​el​ ​nombre​ ​de​ ​pascal​ ​(Pa)
1Pa=1Nm2
Otra unidad muy utilizada para medir la presión, aunque no pertenece al Sistema
Internacional, es el milímetro de mercurio (mm Hg) que representa una presión
equivalente al peso de una columna de mercurio de 1 mm de altura. Esta unidad
está relacionada con la experiencia de Torricelli que encontró, utilizando un
barómetro de mercurio, que al nivel del mar la presión atmosférica era equivalente a
la​ ​ejercida​ ​por​ ​una​ ​columna​ ​de​ ​mercurio​ ​de​ ​760​ ​mm​ ​de​ ​altura.
Volumen
Es el espacio que ocupa un sistema. Recuerda que los gases ocupan todo el
volumen disponible del recipiente en el que se encuentran. 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 medir el volumen. En este trabajo usaremos el litro (L) y
el​ ​mililitro​ ​(mL).
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11. Su​ ​equivalencia​ ​es:
1L​ ​=​ ​1000​ ​mL
Como 1 L es equivalente a 1 dm​3​
, es decir a 1000 cm​3​
, tenemos que el mL y el cm​3
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 unidad que utilizamos para medir la cantidad de gas
es​ ​el​ ​​mol​.
Un​ ​mol​ ​es​ ​una​ ​cantidad​ ​igual​ ​al​ ​llamado​ ​número​ ​de​ ​Avogadro:
1​ ​mol​ ​de​ ​moléculas=​ ​6,022·10​23​
​ ​moléculas
1​ ​mol​ ​de​ ​átomos=​ ​6,022·10​23​
​ ​átomos
¡¡¡​ ​602.200.000.000.000.000.000.000​ ​!!!
La masa molar de una sustancia pura es la masa que corresponde a 1 mol de dicha
sustancia:
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12. Leyes
● 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 constantes la
temperatura​ ​y​ ​la​ ​presión.​ ​Recuerda​ ​que​ ​la​​ ​​cantidad​ ​de​ ​gas​​ ​la​ ​medimos​ ​en​ ​moles.
El​ ​volumen​ ​es​ ​directamente​ ​proporcional​ ​a​ ​la​ ​cantidad​ ​de​ ​gas:
● Si​ ​aumentamos​ ​la​ ​cantidad​ ​de​ ​gas,​ ​aumentará​ ​el​ ​volumen.
● Si​ ​disminuimos​ ​la​ ​cantidad​ ​de​ ​gas,​ ​el​ ​volumen​ ​disminuye.
Vamos a suponer que aumentamos la cantidad de gas. Esto quiere decir que al
haber mayor número de moléculas aumentará la frecuencia de los choques con las
paredes del recipiente lo que implica ​(por un instante) que la presión dentro del
recipiente es mayor que la exterior y esto provoca que el émbolo se desplace hacia
arriba inmediatamente. Al haber ahora mayor distancia entre las paredes (es decir,
mayor volumen del recipiente) el número de choques de las moléculas contra las
paredes​ ​disminuye​ ​y​ ​la​ ​presión​ ​vuelve​ ​a​ ​su​ ​valor​ ​original.
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13. Ecuación​:​ ​​V​1/​ ​​n​1​=​V​2/​n​2
● Ley​ ​de​ ​Boyle
Relación entre la presión y el volumen de un gas cuando la temperatura es
constante
Fue descubierta por Robert Boyle en 1662. Edme Mariotte también llegó a la misma
conclusión que Boyle, pero no publicó sus 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.
Al aumentar el volumen, las partículas (átomos o moléculas) del gas tardan más en
llegar a las paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de
tiempo contra ellas. Esto significa que la presión será menor ya que ésta representa
la​ ​frecuencia​ ​de​ ​choques​ ​del​ ​gas​ ​contra​ ​las​ ​paredes.
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14. Cuando disminuye el volumen la distancia que tienen que recorrer las partículas es
menor y por tanto se producen más choques en cada unidad de tiempo: aumenta la
presión.
Lo que Boyle descubrió es que si la cantidad de gas y la temperatura permanecen
constantes,​ ​el​ ​producto​ ​de​ ​la​ ​presión​ ​por​ ​el​ ​volumen​ ​siempre​ ​tiene​ ​el​ ​mismo​ ​valor.
Como​ ​hemos​ ​visto,​ ​la​ ​expresión​ ​matemática​ ​de​ ​esta​ ​ley​ ​es:
(el​ ​producto​ ​de​ ​la​ ​presión​ ​por​ ​el​ ​volumen​ ​es​ ​constante)
Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V​1 que se encuentra a una
presión P​1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un
nuevo​ ​valor​ ​V​2​,​ ​entonces​ ​la​ ​presión​ ​cambiará​ ​a​ ​P​2​,​ ​y​ ​se​ ​cumplirá:
que​ ​es​ ​otra​ ​manera​ ​de​ ​expresar​ ​la​ ​ley​ ​de​ ​Boyle.
Ecuación:
v​1​ ​​/​ ​v​2​​ ​=​ ​P​2​​ ​/​ ​P​1
● Ley​ ​de​ ​Charles
Relación entre la temperatura y el volumen de un gas cuando la presión 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​ ​disminuye.
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15. El​ ​volumen​ ​es​ ​directamente​ ​proporcional​ ​a​ ​la​ ​temperatura​ ​del​ ​gas:
● Si​ ​la​ ​temperatura​ ​aumenta,​ ​el​ ​volumen​ ​del​ ​gas​ ​aumenta.
● Si​ ​la​ ​temperatura​ ​del​ ​gas​ ​disminuye,​ ​el​ ​volumen​ ​disminuye.
Cuando aumentamos la temperatura del gas las moléculas 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 (por un instante) de la presión en el interior del recipiente y
aumentará el volumen (el émbolo se desplazará hacia arriba hasta que la presión se
iguale​ ​con​ ​la​ ​exterior).
Ecuación:
V​1​T​1​=​V​2​T​2
● Ley​ ​de​ ​Gay
Relación entre la presión y la temperatura de un gas cuando el volumen es
constante
Fue​ ​enunciada​ ​por​ ​Joseph​ ​Louis​ ​Gay-Lussac​ ​a​ ​principios​ ​de​ ​1800.
Establece​ ​la​ ​relación​ ​entre​ ​la​ ​temperatura​ ​y​ ​la​ ​presión​ ​de​ ​un​ ​gas​ ​cuando​ ​el​ ​volumen
es​ ​constante.
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16. La​ ​presión​ ​del​ ​gas​ ​es​ ​directamente​ ​proporcional​ ​a​ ​su​ ​temperatura:
● Si​ ​aumentamos​ ​la​ ​temperatura,​ ​aumentará​ ​la​ ​presión.
● Si​ ​disminuimos​ ​la​ ​temperatura,​ ​disminuirá​ ​la​ ​presión.
Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se 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.
Esta ley, al igual que la de Charles, está expresada en función de la temperatura
absoluta. Al igual que en la ley de Charles, las temperaturas han de expresarse en
Kelvin.
Ecuación:​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​P​1​/​ ​T​1​=​ ​P​2​​ ​/​ ​T​2
● Ley​ ​de​ ​los​ ​Gases​ ​Ideales
La ley de Boyle, la ley de Charles y del principio de Avogadro, son todas
afirmaciones​ ​de​ ​proporcionalidad.
Si combinamos adecuadamente estas 3 proporciones, se obtiene una expresión
general que relaciona las 4 variables; volumen, temperatura, presión y N de moles.
Esta​ ​ecuación​ ​recibe​ ​el​ ​nombre​ ​de​ ​ecuación​ ​de​ ​estado​ ​o​ ​ley​ ​de​ ​los​ ​gases​ ​ideales.
P​ ​X​ ​V​ ​=​ ​N​ ​X​ ​R​ ​X​ ​T:
Para​ ​los​ ​gases​ ​ideales​ ​se​ ​tienen​ ​en​ ​cuenta​ ​condiciones​ ​normales​ ​o​ ​estándares:
V=​ ​22,4​ ​L
P=​ ​1​ ​Atm
T=​ ​273​ ​K
n=​ ​1​ ​mol
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17. ● Ley​ ​Generalizada​ ​de​ ​los​ ​gases
Esta expresa que el volumen de una muestra dada de gas es inversamente
proporcional​ ​a​ ​su​ ​presión​ ​y​ ​directamente​ ​proporcional​ ​a​ ​su​ ​temperatura.
Ejercicios
● Ley​ ​de​ ​Boyle
1.
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18. Procedimiento
Nota:​ ​Podemos​ ​notar​ ​que​ ​en​ ​la​ ​plataforma​ ​del​ ​laboratorio​ ​aparece​ ​el​ ​resultado​ ​como
incorrecto,​ ​pero​ ​es​ ​un​ ​problema​ ​técnico​ ​porque​ ​la​ ​respuesta​ ​correcta​ ​es​ ​esa.
2.
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19. Procedimiento
18

20. ● Ley​ ​de​ ​Charles
1.
Procedimiento
19

21. 2.
Procedimiento
20

22. ● Ley​ ​de​ ​Avogadro
1.
21

23. Procedimiento
2.
22

24. Procedimiento
● Ley​ ​de​ ​Gay
1.
23

25. Procedimiento
2.
.
24

26. Procedimiento
● Ecuación​ ​Gases​ ​ideales
1.
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27. Procedimiento
2.
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28. Procedimiento
WebGrafia
http://www.educaplus.org/gases/ejer_gas_ideal.html
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