UNIVERSIDAD VERACRUZANA

UNIVERSIDAD VERACRUZANA

FACULTAD DE CIENCIAS QUMICAS. REGIN POZA RICA-TUXPAN

LABORATORIO DE FSICOQUMICA

PRCTICA 3LEY DE CHARLES Y GAY-LUSSACOBJETIVO

Comprobar las variaciones de presin, volumen y temperatura de un sistema gaseoso a masa constante, a travs del registro de datos experimentales.

INTRODUCCIN

Los estudios de Robert Boyle sobre presin y volumen de los gases, demostraron que al calentar una muestra de gas se produca algn cambio de volumen, pero no llev hasta el final estas observaciones.

Charles en 1787 observ que el hidrgeno, aire, dixido de carbono y oxgeno se expandan en igual proporcin al calentarlos desde 0 C a 80 C, manteniendo la presin constante. Sin embargo, fue Gay-Lussac el primero que, en 1802, encontr que todos los gases aumentaban igual volumen por cada grado de elevacin de temperatura y que el incremento era aproximadamente 1/273.3.15 el volumen del gas a 0 C.

Si se designa por Vo al volumen del gas a 0 C y por V su volumen a T C, entonces de acuerdo a lo anterior:

Ahora se puede definir una nueva escala de temperatura tal que para una t dada corresponda otra establecida por la relacin T = 273.15 + T y 0 C por To = 273.15, con lo cual la ecuacin anterior toma una forma simple:

En general:

La ecuacin anterior dice que el volumen de una cantidad definida de gas a presin constante es directamente proporcional a la temperatura, es decir: V = K2T

Donde K2 es un factor de proporcionalidad determinado por la presin del gas y las unidades de V.

Como para una cantidad dada de gas, K2 tendr diferentes valores a distintas presiones, se obtiene una serie de lneas rectas para cada presin constante y cada una de ellas es una isobara, verificndose que su pendiente es mayor cuando menor es la presin.

Figura 3.1 Relacin volumen-temperatura

De acuerdo a la figura 3.1, conforme se va elevando la temperatura del un gas, este tiende a dilatarse, pero si se mantiene el volumen constante, lo que aumenta es la presin, De aqu se deduce que la presin y volumen de un gas son directamente proporcionales a la temperatura aplicada sobre l.

MATERIAL y/o EQUIPOSUSTANCIAS

Tripie Mercurio

Tela de asbesto

Mechero

Soporte Universal

Pinza de tres dedos

Matraz baln de 1 lt

Termmetro

Tubo de vidrio de 3 mm de dimetro

Pinzas Mohr o de Hoffman

Cinta masking-tape

Bao Mara

Agitador de vidrio

Pipeta Pasteur o jeringa hipodrmica

Tapn de hule con tres oradaciones

Sellador

Papel milimtrico

PROCEDIMIENTO

Construir un manmetro con el tubo de vidrio de la manera siguiente:

Marcar aproximadamente 80 cm de tubo de vidrio y cortarlo con una lima triangular, procurando hacer una incisin fina suficiente para iniciar una ruptura transversal que aumente al presionar y jalar con los dedos pulgares colocados debajo de la incisin. Si el tubo no se corta repetir la operacin mojando la incisin. Construir un manmetro de las medidas que se muestran en la Figura 3.2, haciendo uso del mechero.

Figura 3.2 Manmetro

Una vez construido el manmetro, procdase a armar el sistema siguiente:

Figura 3.2 Sistema experimental

Registrar la temperatura inicial del gas contenido en el matraz (aire). Colocar mercurio en el manmetro con la pipeta Pasteur o jeringa hipodrmica hasta que ambas ramas el nivel de mercurio coincida, de esta forma la presin inicial es la presin atmosfrica del lugar donde se realiza la prctica. Adherir el manmetro el papel milimtrico y cerrar el sistema por medio de las pinzas de Mohr.

Calentar lentamente y con agitacin homogeneizante el agua del bao hasta alcanzar un incremento de temperatura en el termmetro de 3 a 5 grados. Registrar la temperatura y la correspondiente presin manomtrica. La presin manomtrica esta dada por la diferencia de altura en las ramas de mercurio del manmetro, por lo que la presin se multiplica por 2, debido a que lo que sube en una rama es lo que desciende en la otra.

Repetir el procedimiento para obtener valores correspondientes de presin a aproximadamente diez temperaturas diferentes. El proceso de calentamiento y toma de datos hacerlo de manera sucesiva.

Tabla 3.1 Resultados experimentales

Temperatura sistema (C)Temperatura sistema (K)Presin manomtrica (mmHg)Presin atmosfrica

(mmHg)Presin absoluta

(mmHg)

FUENTES DE INFORMACIN Castellan, W. Gilbert (1987), Fisicoqumica. 2 Edicin. Mxico. Addison-Wesley Iberoamericana.

Felder, Richard M. y Rousseau, Ronald W., (1991), Principios elementales de los procesos qumicos, Segunda Edicin. Mxico. Addison-Wesley.

Levine, Ira N. (2004), Fisicoqumica, Volumen 1, Quinta Edicin. Mxico. Mc Graw-HiPAGE 4

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