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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO FACULTAD DE MEDICINA HUMANA CARRERA PROFESIONAL DE MEDICINA HUMANA CURSO: Laboratorio de Físico - química PROFESORA DE TEORÍA: Mgt. Obdulia Mellado Vargas PROFESOR DE PRÁCTICAS: Washington Candia Amao NOMBRE DEL ALUMNO: Maryori Treyci ILasaca Valenzuela CÓDIGO: 131665 TURNO: miércoles: 1:00 - 3:00 p.m. FECHA: 29/04/2015 SEMESTRE: 2015 – I INFORME DE LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA TEMA: Ley de Charles – Gay Lussac: Variación del volumen de

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Con el fin de tener una guia para poder realir los informes requeridos es que publique este trabajo que contiene algunos temas de fisicoquímica que se hacen en las prácticas correspondientes. Contiene temas como: Calor vaporizante del agua, Presión de vapor, etc.

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FACULTAD DE MEDICINA HUMANA

CARRERA PROFESIONAL DE MEDICINA HUMANA

INFORME DE LABORATORIO DE FISICOQUMICATEMA: Ley de Charles Gay Lussac: Variacin del volumen de una masa constante de gas con la temperatura, a presin constante

CURSO: Laboratorio de Fsico - qumica

PROFESORA DE TEORA: Mgt. Obdulia Mellado Vargas

PROFESOR DE PRCTICAS: Washington Candia Amao

NOMBRE DEL ALUMNO: Maryori Treyci ILasaca Valenzuela

CDIGO: 131665

TURNO: mircoles: 1:00 - 3:00 p.m.

FECHA: 29/04/2015

SEMESTRE: 2015 I

CUSCO - PER

2015LEY DE CHARLES GAY LUSSAC: Variacin del volumen de una masa constante de gas con la temperatura a presin constante.

1. MARCO TERICO:

El primer caso de la ley de Gay Lussac y Charles se expresa en su forma ms sencilla diciendo que a presin constante, el volumen de una determinada masa de cualquier gas aumenta en 1/273 = 0.00366 de su volumen a 0oC, por cada grado centgrado de elevacin en la temperatura. Entonces, si Vo, es el volumen de una determinada masa de un gas a 0oC, resulta que su volumen Vt a la temperatura toC, estar dado por lo siguiente:

Y considerando entonces para la misma masa de gas, los volmenes V1 y V2 a las temperaturas correspondientes t1 y t2, al aplicar para cada una de estas condiciones la ecuacin anterior, se tiene:

Dividiendo estas dos ecuaciones:

(I)

De la ecuacin anterior ha derivado una nueva escala de temperatura, en la cual su grado es del musmo tamao o magnitud que el grado centgrado o Celsius. Si observa que la temperatura T sobre la nueva escala se obtiene agregando 273 a la temperatura Celsius t:

TK = t0C + 273

Las nuevas temperaturas se llaman temperaturas absolutas, debido a que hay fuertes razones para creer que el cero de esta escala representa la temperatura ms baja que puede existir. Se emplea el smbolo K para representar esta temperatura absoluta, en honor a Lord Kelvin (Guillermo Thomson), quien en 1849 por consideraciones termodinmicas obtuvo la misma escala.

Haciendo uso de la definicin de temperatura absoluta explicada reemplazamos en (I), (273+t1) por T1 y (273 +t2), y as logramos la frmula del primer caso de la ley de Gay Lussac y Charles que relaciona dos volmenes que pueda presentar una determinada masa de un gas con sus respectivas masas absolutas:

E invirtiendo los medios:

Y finalmente por generalizacin de la ecuacin anterior resulta lo siguiente:

Para una masa dada de un gas, el volumen que presenta es directamente proporcional a su temperatura absoluta

2. PARTE EXPERIMENTAL:

Materiales:

Detergentes Matraz Tubo gasomtrico Agitador magntico

Al armar el equipo quedara as:

Y se sigue como indica en la gua tomando las precauciones mencionadas

En nuestro caso ya que se formaron varias burbujas tomamos de referencia la primera y el volumen total hasta esa primera burbuja era de 150.3mL.

Se realizaron 10 mediciones para poder constatar la teora y lo que se obtuvo fue:

T (oC)NIVEL DE LA BURBUJA (mL)NIVEL DE LA BURBUJA (L)T(OK)V/T = K (L/K)

T1 = 19.7150.30.1503292.70.0005135

T2 = 21.2151.30.1513294.20.0005142

T3 = 22.2152.00.1520295.20.0005149

T4 = 22.9152.50.1525295.90.0005154

T5 = 23.5153.00.1530296.50.0005160

T6 = 23.8153.30.1533296.80.0005165

T7 = 24.2153.60.1536297.20.0005168

T8 = 25.0154.20.1542298.00.0005174

T9 = 25.6154.60.1546298.60.0005177

T10 = 25.9154.90.1549298.90.0005182

3. CUESTIONARIO

1. A partir de los datos obtenidos elaborar las curvas y grficos

2. Interpretar los datos y grficos

Podemos observar en el esquema que la grfica nos sali una lnea lo cual indica que el volumen (L) es directamente proporcional a la temperatura (OK) siendo la presin constante, pero debido a pequeas variaciones en los valores de la constante, resultado de dividir ambas magnitudes (volumen y temperatura), la lnea no resulta una lnea recta.

Entonces vemos que la ley de Charles Gay Lussac se puede expresar diciendo que a presin constante, el volumen de un gas corresponde a una lnea recta de la temperatura.

4. CONCLUSIONES Pudimos comparar la ley de Charles - Gay Lussac, viendo que en un medio con una presin constante, la variacin del volumen de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta conocida tambin esta ley como: Ley de las Isbaras. Con lo que su divisin resulta una constante la cual nos resulta igual en las 10 lecturas realizadas, variando en milsimas.

Esas pequeas variaciones pueden ser el resultado de pequeos errores al momento de la experimentacin.

Referencias bibliogrficas

1. Pons M. G. Fisicoqumica. Lima: 19782. Chang R. Fisicoqumica para las ciencias fsicas y biolgicas. Mxico, DF: McGrawHill Interamrica; 2008.

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INFORME DE LABORATORIO DE FISICOQUMICATEMA: Mtodo de Victor Meyer: Determinacin experimental de la densidad de los gases y masa molar o peso molecular de vapores de lquidos voltiles

CURSO: Laboratorio de Fsico - qumica

PROFESORA DE TEORA: Mgt. Obdulia Mellado Vargas

NOMBRE DEL ALUMNO: Maryori Treyci ILasaca Valenzuela

CDIGO: 131665

TURNO: mircoles: 1:00 - 3:00 p.m.

FECHA: 29/04/2015

SEMESTRE: 2015 I

CUSCO PER

2015

MTODO DE VICTOR MEYER: Determinacin experimental de la densidad de los gases y masa molar o peso molecular de vapores de lquidos voltiles

1. MARCO TERICO:

Las sustancias con presin de vapor elevada evaporan ms rpido que aquellas con presin de vapor baja .Cuando un lquido se evapora fcilmente, decimos que es voltil. La volatilidad es la capacidad de una sustancia de evaporarse a una temperatura determinada y con una presin determinada. Cuando menor sea la temperatura de evaporacin de la sustancia se dice que es ms voltil.

Para determinar el peso molecular de una sustancia se han desarrollado desde hace mucho tiempo gran cantidad de mtodos. Uno de los ms usados es el Mtodo de Vctor Meyer este mtodo se basa en la ley de Avogadro, consiste en volatilizar una muestra dada del compuesto problema y medir el volumen de aire desplazado a presin y temperatura ambientales, lo cual conduce a obtener la densidad de vapor del compuesto. Con estos valores podremos hallar mediante la ecuacin de estado el peso molecular y puede escribirse como:

PV = nRT

P = presin del vapor, expresado en atmsferasV = volumen del vapor, expresado en litrosw = gramos del vapor condensado

R = constante de los gases = T = temperatura, expresada en K

M = masa molar, expresada en

La masa molecular de una sustancia es la suma de las masas atmicas de cada uno de los tomos. La masa molar de una sustancia expresada en unidades de masa atmica, se llama peso molecular. En los postulados de la teora atmica de Dalton establece que los tomos de los distintos elementos tienen masas diferentes. Por otra parte, lo que ocurre en las reacciones qumicas es una interaccin de tomos, por lo que las sustancias no reaccionan entre si gramo a gramo y resulta necesario conocer las masas de aquellos. Como estas son sumamente pequeas, se recurri al procedimiento de determinar su masa relativa, o lo que es equivalente, encontrar cuan pesado era un tomo de un elemento comparado con un tomo de otro elemento. Para esto, habra que tomar los tomos de un determinado elemento como patrn de referencia, patrn que sera elegido arbitrariamente. El nmero resultante de la comparacin de los pesos respectivos de esos dos tomos es lo que se denomin peso atmico.

La realizacin de estas primeras medidas tuvo como base terica la hiptesis de Avogadro: como dos volmenes iguales de gases distintos en iguales condiciones de presin y temperatura contienen el mismo nmero de molculas, la relacin de pesos de esos dos volmenes dar la relacin de pesos de sus molculas respectivas. As, por ejemplo, como un volumen de oxigeno () pesa 16 veces ms que el volumen de hidrogeno (), a igualdad de presin y temperatura, el peso de una molcula de es 16 veces mayor que el de una molcula de . Se obtuvo as una escala de pesos moleculares y de ella una de pesos atmicos.

2. MARCO TERICO:

Materiales:

Etilenglicol Cloroformo Tetracloruro de Carbono Acetona

Al armar el equipo quedara as:

Realizamos el procedimiento indicado en la gua tomando como siempre las recomendaciones y cuidados que se debe tener en laboratorio

Finalizado el proceso hacemos uso de las expresiones matemticas dadas en la teora para obtener los clculos requeridos:

P total = P gas + P vol. aguaP total = P atm = 512 mmHgP gas = P sustanciaP vol. agua = Presin dada en el handbook a cierta temperatura

Entonces: P atm = P sustancia + P vol. agua

Volumen del lquido = 5mlPeso de la jeringa + peso de la aguja + peso del tapn = 1.866gPeso de la jeringa + aguja + tapn + lquido = 1.875g

Entonces: Peso del lquido o sustancia = 0.009g

Ahora podemos realizar los clculos de la gua

3. CLCULOS:

A) Calcule la densidad de vapor de la muestra

Para hallar la densidad de vapor de la muestra, requerimos la siguiente formula:

B) Calcule el peso molecular de la muestra

Para el peso molecular, segn los datos que tenemos, usamos esta frmula:

Dnde:

Reemplazando:

C) Comparar el peso molecular terico con el experimental

Al realizar la prctica, no pudimos obtener el dato terico, por lo que tenamos que obtener el dato experimental para aproximarlo a las sustancias citadas.

Obtuvimos como peso molecular experimental que se aproxima al peso molecular del cloroformo, el cual es .

D) Hallar el porcentaje de error del experimento sobre los datos de pesos moleculares:

Recurrimos a la siguiente formula:

Reemplazamos:

4. CONCLUSIONES: Despus de realizar el experimento obtuvimos que a presiones altas, la densidad del gas aumenta, las molculas estn ms cerca entre si y las fuerzas de atraccin son considerables, en este caso hay mayor desviacin al comportamiento ideal.

Comprobamos que el mtodo de Vctor Meyer se basa en la ley de Avogadro al requerir la ecuacin de estado para hallar el peso molecular.

El valor de la masa molar obtenida en la experiencia mediante la prctica, resulto mayor al valor obtenido por la teora y esto pudo haberse causado por los siguientes motivos:El termmetro podra haber variado de temperatura ya que se encontraba relativamente lejos de la bureta, en general, del sistema. Por lo tanto, si la temperatura podra haber sido menor, y la presin del aire mayor, el valor de la masa molar hallado en la prctica hubiera sido ms exacto. O tambin al momento de realizar la medicin en la balanza se pudo cometer algn error.

Referencias bibliogrficas

Brown, T. L., LeMay, E. H., Bursten, B. E., & Murphy, C. J. (2009). Quimica La Ciencia Central. Chicago: Pearson.Chang, R. (2002). Quimica General. College: McGraw Hill.Muzzo, P. (1978).Vega Avila, E., & Konigsberg Fainstein, M. (2004). La teoria y la practica en el laboratorio de quimica general para Ciencias Biologicas y de la Salud. Mexico D. F.: Unidad Iztapalapa.

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INFORME DE LABORATORIO DE FISICOQUMICATEMA: Ley de Charles Gay Lussac: variacin de la presin de la masa de un gas con incremento de temperatura a volumen constante

CURSO: Laboratorio de Fsico - qumica

PROFESORA DE TEORA: Mgt. Obdulia Mellado Vargas

PROFESOR DE PRCTICAS: Washington Candia Amao

NOMBRE DEL ALUMNO: Maryori Treyci ILasaca Valenzuela

CDIGO: 131665

TURNO: mircoles: 1:00 - 3:00 p.m.

FECHA: 29/04/2015

SEMESTRE: 2015 I

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2015LEY DE CHARLES-GAY LUSSAC: Variacin de la presin de la masa de un gas, incremento de la temperatura a volumen constante. 1. FUNDAMENTO TERICO:

El segundo caso de la ley de Charles Gay Lussac se expresa en su forma ms sencilla diciendo que: "a volumen constante la presin de una determinada masa de gas aumenta en 1/273 = 0.003366 = i de su presin a 0oC, por cada grado de elevacin en su temperatura" (Muzzo, 1978). De lo anterior resulta que los coeficientes trmicos de dilatacin a presin constante y de aumento de presin a volumen constante, son iguales y presentan el mismo valor para todos los gases.Por analoga con el primer caso, las frmulas del segundo sern idnticas, as si Po es la presin de una determinada masa de gas a 0oC, su presin Pt a la temperatura toC, vendr dada por:

Pt = Po (1 + .t)

Y si se hacen idnticas deducciones se tendr que: para una cierta cantidad de gas, al aumentar la temperatura, las molculas del gas se mueven ms rpidamente y por lo tanto aumenta el nmero de choques contra las paredes por unidad de tiempo, es decir, aumenta la presin ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar. Gay-Lussac descubri que, en cualquier momento del proceso, el cociente entre la presin y la temperatura absoluta tena un valor constante. Matemticamente se plantea as:

Otra forma de expresar la ley de Charles - Gay Lussac para dos estados distintos del gas: LEY DE LAS ISCORAS que grficamente queda representada as:

= K

La iscora (recta) formada por puntos infinitos (cada punto es un estado particular del gas) a volumen constante de magnitud V. Adems la lnea punteada indica que el volumen del gas nunca llegara a ser cero, porque a temperaturas bajas se producira la licuacin del gas.La ley de Charles - Gay Lussac, est expresada en funcin de la temperatura absoluta. Es decir, las temperaturas han de expresarse en kelvin. Estrictamente la ley es vlida para gases ideales y en los gases reales se cumple con un gran grado de exactitud slo en condiciones de presin y temperaturas moderadas y bajas densidades del gas. A altas presiones la ley necesita corregirse con trminos especficos segn la naturaleza del gas.

Ahora, desde que el aumento de la presin con el aumento de la temperatura se debe a una mayor energa de movimiento de las molculas del gas, se entiende que cuando la temperatura de una masa va disminuyendo, la baja en la energa cintica de sus molculas anulara su presin en el cero absoluto de temperatura, donde se paralizan los movimientos moleculares.

2. MATERIAL Y EQUIPO:

Matraz Termmetro Manmetro de agua Gata

3. PROCEDIMIENTO:

Se realizan todos los pasos indicados en la gua y se anotan los datos previos del handbook:

Presin del agua () en Kg/m3 20oC = 998,29 21oC = 998,08 22oC = 997,86 23oC = 997,62 24oC = 997,38 25oC = 997,13 26oC = 996,86 27oC = 996,59 28oC = 996,31

Gravedad (g) = 9.8m/s2 Altura (h) = 0.760m Patm = 512mmHg =

Temperatura del gasAlturaPresin ManomtricaPm = ghPresin absolutaPabs = Patm + PmConstantePabs/T = K

T(oC)T(oK)mmH2O(Nm-2)Pabs(Nm-2)(Nm-2K-1)

T1 = 20T1 = 293h1 = 24.7P1 = P1 =P1 / T1 =

T2 = 21T2 = 294h2 = 28.2P2 = P2 =P2 / T2 =

T3 = 22T3 = 295h3 = 30.1P3 =P3 =P3 / T3 =

T4 = 23T4 = 296h4 = 32.4P4 =P4 =P4 / T4 =

T5 = 24 T5 = 297h5 = 34.5P5 =P5 =P5 / T5 =

T6 = 25T6 = 298h6 = 36.7P6 =P6 =P6 / T6 =

T7 = 26T7 = 299h7 = 38.5P7 =P7 =P7 / T7 =

T8 = 27T8 = 230h8 = 40.5P8 =P8 =P8 / T8 =

T9 = 28T9 = 231h9 = 42.6P9 =P9 =P9 / T9 =

4. CUESTIONARIO: Reporte la constante K, utilizando todos los valores de presin (mmHg, bar, atm, etc.)

Constante(Pabs/T) = K

(Pa/K-1)(atm/K-1)(mmHg/K-1)(Torr/K-1)(bar/K-1)

Elabore las grficas, curvas a partir de los datos obtenidos e interpretados.

5. CONCLUSIONES Despus de realizar el experimento obtuvimos que a temperaturas altas, la presin disminuye, las molculas estn ms cerca entre si y las fuerzas de atraccin son considerables, en este caso hay mayor desviacin al comportamiento ideal.

Comprobamos que la ley de Charles- Gay Lusac se basa en la Ley de las Iscoras al requerir la ecuacin de estado para hallar el peso molecular.

El valor de la presin obtenida en la experiencia mediante la prctica, resulto mayor al valor obtenido por la teora y esto pudo haberse causado por los siguientes motivos:El manmetro podra haber variado de temperatura ya que se encontraba relativamente lejos en general del sistema. Por lo tanto, si la temperatura podra haber sido menor, y la presin del aire mayor, el valor de la presin hallado en la prctica hubiera sido ms exacto. O tambin al momento de realizar la medicin en la balanza se pudo cometer algn error.

Referencias bibliogrficas

Brown, T. L., LeMay, E. H., Bursten, B. E., & Murphy, C. J. (2009). Quimica La Ciencia Central. Chicago: Pearson.Chang, R. (2002). Quimica General. College: McGraw Hill.Muzzo, P. (1978).Vega Avila, E., & Konigsberg Fainstein, M. (2004). La teoria y la practica en el laboratorio de quimica general para Ciencias Biologicas y de la Salud. Mexico D. F.: Unidad Iztapalapa.

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INFORME DE LABORATORIO DE FISICOQUMICATEMA: Determinacin de densidades

CURSO: Laboratorio de Fsico - qumica

PROFESORA DE TEORA: Mgt. Obdulia Mellado Vargas

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FECHA: 29/04/2015

SEMESTRE: 2015 I

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2015DETERMINACIN DE DENSIDADES

1. FUNDAMENTO TERICO:

Es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia. Usualmente se simboliza mediante la letra rho del alfabeto griego. La densidad media es la razn entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

Si un cuerpo no tiene una distribucin uniforme de la masa en todos sus puntos la densidad alrededor de un punto puede diferir de la densidad media. Si se considera una sucesin pequeos volmenes decrecientes (convergiendo hacia un volumen muy pequeo) y estn centrados alrededor de un punto, siendo la masa contenida en cada uno de los volmenes anteriores, la densidad en el punto comn a todos esos volmenes:

La unidad es kg/m en el SI.

ABSOLUTALa densidad o densidad absoluta es la magnitud que expresa la relacin entre la masa y el volumen de una sustancia. Su unidad en el Sistema Internacional es kilogramo por metro cbico (kg/m), aunque frecuentemente tambin es expresada en g/cm. La densidad es una magnitud intensiva.

Siendo , la densidad; m, la masa; y V, el volumen de la sustancia.RELATIVALa densidad relativa de una sustancia es la relacin existente entre su densidad y la de otra sustancia de referencia; en consecuencia, es una magnitud adimensional (sin unidades)

Donde: es la densidad relativa, es la densidad de la sustancia, y es la densidad de referencia o absoluta.Para los lquidos y los slidos, la densidad de referencia habitual es la del agua lquida a la presin de 1atm y la temperatura de 4C. En esas condiciones, la densidad absoluta del agua destilada es de 1000kg/m, es decir, 1kg/dm.Para los gases, la densidad de referencia habitual es la del aire a la presin de 1 atm y la temperatura de 0C.Para hallar las densidades utilizaremos dos mtodos. Uno de ellos es el mtodo del picnmetro:MTODO DEL PICNMETROEl picnmetro es un instrumento sencillo utilizado para determinar con precisin la densidad de lquidos. Su caracterstica principal es la de mantener un volumen fijo al colocar diferentes lquidos en su interior. Esto nos sirve para comparar las densidades de dos lquidos pesando el picnmetro con cada lquido por separado y comparando sus masas. Es usual comparar la densidad de un lquido respecto a ladensidad del agua pura a una temperatura determinada, por lo que al dividir la masa de un lquido dentro del picnmetro respecto de la masa correspondiente de agua, obtendremos la densidad relativa del lquido respecto a la del agua a la temperatura de medicin. El picnmetro es muy sensible a los cambios de concentracin de sales en el agua, por lo que se usa para determinar la salinidad del agua, la densidad de lquidos biolgicos en laboratorios de anlisis clnicos, entre otras aplicaciones.

2. EQUIPOS Y SUSTANCIAS: Balanza de Morth-Westhpal Agua destilada Etanol Picnmetro

3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

Mtodo de la balanza de Morth-Westphal:Instalamos el equipo tal como indica en la gua y colocamos la balanza como se ve en la imgen y pasamos a realizar los clculos requeridos para hallar las densidades del agua destilada y del alcohol con la frmula: Mtodo del picnmetro:Seguimos los procedimientos de la gua para lo cual utilizamos un picnmetro, una balanza de precisin y calculamos las densidades de las soluciones a las diferentes temperaturas: 25, 30, 35 grados, y usamos la misma frmula que en el caso anterior:

Obtenemos como datos: Peso del picnmetro vaco: 31.222g

4. CLCULOS:Por el primer mtodo las densidades nos resultan as: Agua destilada: 1 Alcohol: 0.838

Por el mtodo del picnmetro las densidades resultan as: Agua destilada: 25oC = 55.235 30oC = 55.240 35oC = 55.128

Alcohol: 25oC = 51.232 30oC = 51.115 35oC = 51.033

5. CONCLUSIONES: El valor de las densidades obtenidas en la experiencia mediante la prctica, tal vez resultaron errneas, esto pudo haberse causado por los siguientes motivos:La balanza estaba mal calibrada, entonces eso dificulto realizar los clculos. En cuanto al mtodo del picnmetro lo que pudo pasar es que se haya realizado tambin mal la medicin de masa pues el alcohol se volatiliza rpidamente, entonces pudo disminuir el peso.

Referencias bibliogrficas

Lara Diaz del Olmo, Zulma. (1999). Compendio prctico FISICOQUMICABrown, T. L., LeMay, E. H., Bursten, B. E., & Murphy, C. J. (2009). Quimica La Ciencia Central. Chicago: Pearson.Chang, R. (2002). Quimica General. College: McGraw Hill.Muzzo, P. (1978).Vega Avila, E., & Konigsberg Fainstein, M. (2004). La teoria y la practica en el laboratorio de quimica general para Ciencias Biologicas y de la Salud. Mexico D. F.: Unidad Iztapalapa.

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INFORME DE LABORATORIO DE FISICOQUMICATEMA: Ley de Charles Gay Lussac: variacin de la presin de la masa de un gas con incremento de temperatura a volumen constante

CURSO: Laboratorio de Fsico - qumica

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SEMESTRE: 2015 I

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2015

PRESIN DE VAPOR DE UN LQUIDO PURO

FUNDAMENTO TERICOLa presin de vapor se define como la presin a la que lq = vapor su valor es independiente de las cantidades de lquido y vapor presentes mientras existan ambas. La presin de vapor del lquido aumenta porque las molculas de la superficie del lquido que tengan una mayor energa escaparn de la superficie y pasarn a la fase vapor mientras que las molculas del vapor chocarn con las paredes de la ampolla y entre s, perdern energa y caern al lquido. El lquido se evapora y la temperatura a la cual la presin de vapor alcanza 760 mm Hg es el punto de ebullicin normal.

Los potenciales qumicos desde el punto de vista microscpico coexisten. Si suponemos que una sustancia X est presente tanto en la fase lquida y de vapor, X(l) y X(g) respectivamente, a la temperatura T y presin P. Estamos suponiendo que el vapor presente en el sistema solo proviene de X. Si llamamos Px como la presin de vapor de saturacin (presin de vapor) de X a la temperatura T.Los potenciales qumicos () en ambas fases son iguales a t y p constantes, as:

lq X (T, p) = vapor X (T, p) (7 - 1)

Si la temperatura cambia infinitesimalmente T+dT, y la presin producida por X cambia p+dp, con el fin de mantener el equilibrio entre las dos fases de X, nuevos valores de T y p deben de ser expresados como:

lq X (T dT, p dp) = vapor X (T dT, p dp) (7 - 2)

La ecuacin (7-2) se puede reescribir en trminos de diferenciales de los potenciales qumicos:

lq X (T, p) + dlq = vapor X (T, p) + d Xvapor (7 - 3)

Si inspeccionamos las ecuaciones (7 - 1) y, (7 - 2) se observa la siguiente

dlq X = dvapor X (7 - 4)

Ya conocemos que la diferencial de para cualquier material puro es:

d lq X = Vdp - S dT (7-5)

Donde V y S son los volmenes molares y la entropa molar de la sustancia. Ahora, si se sustituye la ecuacin (7 - 5) en la ecuacin (7 - 4), tenemos que:

Vlq dp Slq dT = Vvapor dp Svapor dT (7-6)

La ecuacin (7 - 6) es fundamental para cualquier componente de una sola fase en equilibrio y se puede reescribir de la siguiente forma:

(7-7)En la fase de equilibrio,H = TS (7-8)

Sustituyendo la ecuacin (7-8) en la ecuacin (7 - 7),

(7-9)

La ecuacin (7-9) se conoce como la ecuacin de Clapeyron y es vlida para todas las fases de equilibrio entre cualquiera de las dos fases. Para el equilibrio que envuelve la fase gaseosa y la fase condensada, el cambio en volumen molar est dominado por el vapor.

V = Vvapor Vlq = Vvapor (7-10)

As la ecuacin (7-9) se convierte en:

(7-11)

Si utilizamos la relacin matemtica: dlnp = dp/ py d(1/T) = -dT/T2 y la ecuacin (7-11) se puede expresar como:

(7-12)

Sabemos que el factor de comprensibilidad (Z) se define como:

(7-13)

As la ecuacin (7-12) se convierte en:

(7-14)

Si presumimos que la fase de vapor es razonablemente ideal a estas condiciones, y as Z = 1, si separamos variables obtenemos,

(7-15)

La solucin de la ecuacin (7-15) nos permite calcular la entalpa de evaporacin graficando lnp versus 1/T y hallando su pendiente, la cual ser:

Debido a las suposiciones hechas en la derivacin de la ecuacin de Clapeyron, el valor de Hvap no ser muy preciso. Un mejor valor se puede obtener si el factor volumen se considera de la siguiente manera:

(7-16)

Donde Z es igual al factor de compresibilidad. Sustituyendo la ecuacin (7-16) en la ecuacin (7-7) y utilizando la relacin dada en ecuacin (7-8) se obtiene:

(7-18)

Esta ltima expresin ecuacin (7-18) juega el mismo papel que la ecuacin (7-15) para el propsito de calcular el Hvap. Con la excepcin de que es ms exacto el valor obtenido. Pare propsitos de este experimento se estarn evaluando ambos mtodos para obtener la entalpa de evaporacin para n-butanol. Se usar el aparato de Ramsey-Young para medir temperaturas de ebullicin a diferentes presiones. Con estos datos se har una grfica de presin vs temperatura y otra grfica de ln p vs 1/T. Con los valores de la pendiente de esta ltima grfica se puede entonces obtener el valor para Hvap. El factor de Compresibilidad (Z) se puede hallar utilizando la de Berthelot y se define como:

(7-19)

Donde Tc y Pc son las temperaturas y presin criticas respectivamente. El volumen molar del lquido (liquido V) se puede calcular a partir de la siguiente ecuacin:

(7-20)

Donde m es el peso molecular del compuesto y es la densidad del lquido.El volumen molar del vapor (vapor V) se calcula con la siguiente ecuacin:

(7-21)

OBJETIVOSMedir la presin de vapor de un lquido puro como funcin de la temperatura y determinar su calor de evaporacin utilizando la ecuacin de Clausius-Clapeyron.

MATERIALES Y EQUIPO:

Bao isotrmico Baln con unin esmerilada Refrigerante con unin esmerilada Termmetro graduado en 1C Alambre inoxidable Pinzas Soporte universal Tubo de goma Ballasta Bomba de vaco

PROCEDIMIENTO:

Montar el equipo segn se muestra Colocar una cantidad en mL del lquido problema en el baln esmerilado aproximadamente a la mitad del baln. Un tubo de ensayo invertido se sujeta al termmetro con un hilo de cobre y se llena de lquido (muestra) sumergindolo dentro del lquido e inclinando el baln hasta que todo el aire se haya eliminado del tubo. El baln se coloca dentro del bao trmico (termostato) y seguidamente encima del baln se coloca el refrigerante. Todo este aparato se conecta al sistema Ballesta Manmetro. La temperatura del lquido se ajusta a la temperatura ms baja a estudiar, de tal manera que las temperaturas de los termmetros sean iguales. El sistema se evacua hasta que el tubo invertido se llena de vapor. Se ajusta la presin hasta que el nivel del lquido en el tubo sea el mismo que en el baln. Se anota la temperatura del sistema.

Los datos que pudimos hallar a las diversas temperaturas fueron los siguientes:

A. A la temperatura de 18C:H1 = 27.7cmH2 = 75.5cm

B. A la temperatura de 21C:H1 = 28.3cmH2 = 75cm

C. A la temperatura de 23.5C:H1 = 28.6cmH2 = 74.5cm

D. A la temperatura de 25.5C:H1 = 29.0cmH2 = 74.2cm

E. A la temperatura de 27.5C:H1 = 29.3cmH2 = 73.8cm

F. A la temperatura de 29.5C:H1 = 29.9cmH2 = 73.2cm

G. A la temperatura de 31.5C:H1 = 30.3cmH2 = 71.7cm

CLCULOS:

Los datos bsicos son:

P atmosfrica: 512 mmHg

Densidad del alcohol: 789,00 kg/ m3 = 0.8g/cm3

1. Determinar la presin de vapor del lquido a las diferentes temperaturas.

PRESIN DE VAPOR = PRESIN BAROMTRICA PRESIN MANOMTRICA (D H)

A. 18C... Pv = 512mmHg 0.8g/mm3 x (755 277mmHg) = 129.6mmHg B. 21C... Pv = 512mmHg 0.8g/mm3 x (755 283mmHg) = 134.4mmHg

C. 23.5C Pv = 512mmHg 0.8g/mm3 x (745 286mmHg) = 144.8mmHg

D. 25.5C Pv = 512mmHg 0.8g/mm3 x (742 290mmHg) = 150.4mmHg

E. 27.5C Pv = 512mmHg 0.8g/mm3 x (738 293mmHg) = 156.0mmHg

F. 29.5C Pv = 512mmHg 0.8g/mm3 x (732 299mmHg) = 160.8mmHg

G. 31.5C Pv = 512mmHg 0.8g/mm3 x (717 303mmHg) = 180.8mmHg

2. Elaborar una tabla que contenga los siguientes datos: T en k, 1/T, Pv (en mmHg) y Ln Pv

T (K)1/T (K)Pv (mmHg)Ln(Pv)

291K0.003436129.6mmHg4.8645

294K0.003401134.4mmHg4.9008

296.5K0.003372144.8mmHg4.9753

298.5K0.003350150.4mmHg5.0133

300.5K0.003328156.0mmHg5.0499

302.5K0.003306160.8mmHg5.0802

304.5K0.003284180.8mmHg5.1974

3. Grafique en papel milimetrado y utilizando una escala adecuada, la presin absoluta VS. Temperatura.

4. Comprobar que el lquido cumpla con la ecuacin de Clausius Clapeyron realizando un grfico de Ln Pv VS. 1/T.

5. Determinar el calor de vaporizacin del lquido problema por el mtodo analtico y grfico.

Hv = lnPv*T*R

A. Hv = 4.8645mmHg(291K)(1.987cal/molK) = 3.7

6. Comparar todos los resultados obtenido con la informacin bibliogrfica necesaria.

Los datos obtenidos no son tan diferentes a los de la bibliografa, puesto que la diferencia entre estos dos se da en la milsima, entonces podemos decir que hicimos un buen experimento ya que adems de haber realizado dicho experimento, tambin hicimos la debida demostracin comparando nuestro resultado con el verdadero a travs de la ecuacin de Clausius Clapeyron y a travs de una grfica.

7. Indicar las conclusiones a las que haya llegado reportando las ventajas y desventajas del mtodo experimental.

En la elaboracin de este experimento estudiamos otro aspecto ms de los lquidos, cabe mencionar que en el la practica anterior estudiamos las propiedades de los lquidos; principalmente la determinacin de la viscosidad y la tensin superficial, ahora entonces estudiamos la presin de vapor de un lquido puro, donde se ven relacionadas implcitamente las caractersticas anteriores. Es preciso mencionar que la presin de un lquido ser diferente por las caractersticas antes mencionadas, adems se comprob que los lquidos tienen un punto crtico, o bien donde el vapor hierve y su presin tambin se hace critica, es decir permanecen constantes y, comprendimos que a la cantidad energa necesaria para cambiar de un estado lquido a vapor se le llama entalpa de vaporizacin.

BIBLIOGRAFA.

Lara Diaz del Olmo, Zulma. (1999). Compendio prctico FISICOQUMICABrown, T. L., LeMay, E. H., Bursten, B. E., & Murphy, C. J. (2009). Quimica La Ciencia Central. Chicago: Pearson.Chang, R. (2002). Quimica General. College: McGraw Hill.Vega Avila, E., & Konigsberg Fainstein, M. (2004). La teoria y la practica en el laboratorio de quimica general para Ciencias Biologicas y de la Salud. Mexico D. F.: Unidad Iztapalapa.FUNDAMENTOS DE FISICOQUMICA, ED. LIMUSA, AUTOR: SAMUEL H. MARON; PG. 56,221,283.

http://www.elprisma.com/quimica-general/presionliqu-%=

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO

FACULTAD DE MEDICINA HUMANA

CARRERA PROFESIONAL DE MEDICINA HUMANA

INFORME DE LABORATORIO DE FISICOQUMICATEMA: Ley de Charles Gay Lussac: variacin de la presin de la masa de un gas con incremento de temperatura a volumen constante

CURSO: Laboratorio de Fsico - qumica

PROFESORA DE TEORA: Mgt. Obdulia Mellado Vargas

PROFESOR DE PRCTICAS: Washington Candia Amao

NOMBRE DEL ALUMNO: Maryori Treyci ILasaca Valenzuela

CDIGO: 131665

TURNO: mircoles: 1:00 - 3:00 p.m.

FECHA: 29/04/2015

SEMESTRE: 2015 I

CUSCO PER

2015CALOR DE VAPORIZACIN

FUNDAMENTO TERICO

Cuando un lquido se encuentra a la temperatura de ebullicin, para pasarlo a para romper las fuerzas atractivas intermoleculares, a este calor necesario para evaporar cierta cantidad de sustancia se le conoce con el nombre de calor de vaporizacin. El calor de vaporizacin se conoce como calor latente de vaporizacin puesto que al aplicarlo, no hay cambio en la temperatura del sistema. Cuando a una cierta cantidad de agua (u otro lquido) se le suministra calor, ste se invierte inicialmente en aumentar la temperatura del agua. Dicho aumento de temperatura viene determinado por el calor suministrado, la masa de agua, y la constante llamada calor especfico. Pero si la temperatura alcanza el punto de ebullicin del agua (T = 100C, dependiendo de la presin, y por tanto de la altitud, local), el agua hierve (entra en ebullicin) y se va transformando en vapor con mayor o menor rapidez segn la velocidad a la que se le est suministrando el calor. Mientras que dura la transformacin de lquido a vapor (cambio de fase), su temperatura permanece constante en T, y la energa que se le suministra se invierte en transformar el lquido en vapor. Por tanto, el paso de la fase lquida a la fase vapor requiere de un aporte de energa.

A) PRESIN DE VAPOR. PUNTOS DE EBULLICIN:Se define como presin de vapor de un lquido en equilibrio con su vapor, o simplemente, presin de vapora una temperatura determinada, a la presin que ejercen las molculas que escapan de la fase lquida (en equilibrio con las que retornan de la fase vapor). Dicha presin de vapor aumenta al elevarse la temperatura, llegndose a un lmite que es la presin crtica, en el que la fase lquida desaparece. Cuando la presin de vapor del lquido es igual a la presin externa que ejerce el gas en contacto con el lquido, se observa la formacin de burbujas en el seno del lquido y se dice que ste entra en ebullicin. As pues, el punto de ebullicin de un lquido se define como la temperatura a la cul su presin de vapor es igual a la presin externa. Si se produce una disminucin de la presin externa, el punto de ebullicin disminuye, mientras que un aumento de la presin externa provocar un aumento delpunto de ebullicin. Las molculas de un lquido se mueven debido a la temperatura a la que se encuentran, escapando algunas molculas que poseen una velocidad superior a la media a travs de la superficie libre y pasando a la fase gaseosa. Asimismo, las molculas de vapor al chocar con la superficie libre se incorporan a la fase lquida. En las condiciones adecuadas se llegar a un equilibrio entre ambos movimientos. Se puede demostrarexperimentalmente que la presin de vapor es independiente de la masa del lquido y del espacio ocupado por el vapor, y que slo depende de la naturaleza del lquido y de la temperatura a la que est sometido el lquido.

B) CALOR LATENTE DE VAPORIZACIN: Para pasar de la fase lquida a la fase de vapor se necesita una absorcin de energa por parte de las molculas lquidas, ya que la energa total de estas es menor que la de las molculas gaseosas. En el caso contrario, en la condensacin, se produce un desprendimiento energtico en forma de calor. El calor absorbido por un lquido parapasar a vapor sin variar su temperatura se denomina calor de vaporizacin. Se suele denominarcalor latente de vaporizacin cuando nos referimos a un mol. El calor molar de vaporizacin se podra referir a un proceso termodinmico a volumen constante o a presin constante, y los designaremos por (Hv).

En elprimer proceso, el intercambio calrico que entra en juego se invierte en vencer la fuerza de atraccin del lquido y se suele denominarcalor latente interno de vaporizacin molar..OBJETIVOS Este informe tiene como finalidad explicar un poco la obtencin del calor de vaporizacin experimentalmente y los mtodos empleados para tal fin. Determinar la temperatura de ebullicin del agua a travs de la ecuacin de Trouton.MATERIALES Y EQUIPO: Fuente de energa Voltmetro de 0 7.5vol Ampermetro de 0 5amp Restato Refrigerante Termo de medio litro (Dewar) Cronmetro Probeta 5 ml Gata

PROCEDIMIENTO:1. El frasco Dewar se llena a sus dos terceras partes de su volumen con el lquido problema y se monta el equipo. El tapn no debe de tener escape. Se cierra el circuito y la corriente se ajusta para que la destilacin sea uniforme. (una gota/segundo).

2. Despus de calentar unos cinco mililitros de destilado, el sistema alcanza equilibrio trmico. El Erlenmeyer se reemplaza por una probeta de peso tarado. Y se mide el tiempo que tarda en destilar 5 ml de lquido a 7 voltios, siendo V1; se para el cronmetro, se quita el probeta y se pesa. Anotar la lectura de la corriente I1ti y el peso de la sustancia w1.

3. El experimento se repite utilizando el voltaje V2 de 6 voltios. Anotar el I2 y el t2 que tarde en destilar 2.5ml de muestra con un peso w2 del lquido.

4. La cantidad de calor necesaria para vaporizar el lquido Q ms la prdida de q del aparato est dado por la relacin:

Los datos que se pudo obtener al realizar el experimento son los siguientes:V1 = 3.4V2 = 3.2t1 = 1213t2 = 99I1 = 4.8I2 = 4.4Masa destilada 1 = 32.522gMasa destilada 2 = 30.024gPeso de la probeta = 27.407gPeso molecular: 18g

CLCULOS1. De las determinaciones a dos distintas corrientes, obtener dos ecuaciones simultneas y eliminar c. Evaluar Hv.

De la ecuacin presentada anteriormente, obtendremos las dos ecuaciones simultneas, eliminando c. Despejando Hv. entonces tendramos la ecuacin despejada as:

A.

Hv1 = 1999.6506cal

B.

Hv2 = 1570.5959cal

2. De las ecuaciones de Trouton calcular el punto de ebullicin del lquido. Comparar sus resultados con el de la literatura.

Como se tienen dos valores debido a que se utiliz dos corrientes, entonces tendremos dos ecuaciones:

T1 = 95.2215 T2 = 74.7903 3. Explicar sus resultadosLos resultados que nos salieron correspondientes a las temperaturas de ebullicin nos resultaron las que pertenecan a nivel del mar y a nivel de otros lugares donde la presin es menos elevada. Ya que se puso un diferente voltaje y las sustancias destiladas tenan una diferente masa, es por ello la diferencia de los resultados.

4. Conclusiones y bibliografaUna conclusin a la que se puede llegar es que tanto la ecuacin de Clausius Clapeyron como la de Trouton se aplican para estudiar el comportamiento de cualquier lquido puro.

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Brown, T. L., LeMay, E. H., Bursten, B. E., & Murphy, C. J. (2009). Quimica La Ciencia Central. Chicago: Pearson.Chang, R. (2002). Quimica General. College: McGraw Hill.Vega Avila, E., & Konigsberg Fainstein, M. (2004). La teoria y la practica en el laboratorio de quimica general para Ciencias Biologicas y de la Salud. Mexico D. F.: Unidad Iztapalapa.