I.- RESMEN

Los objetivos de la prctica se basaron en estudiar las principales propiedades de los gases, tales como capacidad calorfica y densidad. Para ello tuvimos una T ambiente de 21 C, una P atmosfrica de 756 mmHg y una humedad relativa de 96C. Los principales fundamentos tericos para esta prctica fueron los conceptos de gases ideales y gases reales, dentro de esta se encuentra la ecuacin de Berthelot el cual nos permiti corregir la ecuacin general de los gases; asi tambin es importante el concepto de capacidad calorfica para los gases y sus tipos que son presin contante(cp) y volumen constaste (cv) . Se obtuvieron los siguientes resultados, para el mtodo de Victor Meyer: La densidad del cloroformo gaseoso o densidad experimental result de 0.0042 g/L y la densidad terica que se obtuvo fue 5.157. Para el mtodo de Clement y Desormes result en un EXP de 1.24 y un teorico de 1.40 con un % de error de 11.4%.Con el siguiente trabajo se llega a la conclusin que el ingreso del vapor de cloroformo en el sistema generaba la disminucin de temperatura en la pera.Durante el procedimiento del trabajo se recomienda evitar la prdida de gas involuntaria mediante el correcto cierre del sistema mientras se realiza el experimento de Clment y Desormes.

II.- PRINCIPIOS TERICOSGAS IDEALEs un gas terico compuesto de un conjunto de partculas puntuales con desplazamiento aleatorio que no interactan entre si. Este concepto es til porque el mismo gas se comporta segn la ley de los gases ideales, que no es ms que una ecuacin de estado simplificada.A condiciones normales de presin y de temperatura, la mayora de los gases reales se comportan en forma cualitativa como un gas ideal. Generalmente, el apartamiento de las condiciones de gas ideal tiende a ser menor a mayores temperaturas y a menor presin, ya que el trabajo realizado por las fuerzas intermoleculares es menos importante comparado con la energa cintica de las partculas, y el tamao de las molculas es menos importante comparado con el espacio vacio entre ellas. Pero este modelo falla a temperaturas bajas y a presin alta, cuando las fuerzas intermoleculares y el tamao intermolecular es importante. Este modelo no es aplicable a gases de alto peso como el vapor de agua; tampoco describe las transiciones de fase, las cuales si son descritas en los gases reales.Existen tres tipos bsicos de gases ideales:1. El gas ideal de Maxwell Boltzmann, el cual rige la distribucin de partculas en funcin de los posibles valores de energa. Para cada sistema termodinmico, la distribucin de Maxwell - Boltzmann no es otra cosa que la aplicacin del colectivo cannico, el cual consiste en fijar en un sistema macroscpicamente el nmero de partculas, el volumen y la temperatura.

2. El gas ideal cuntico de Bose, el cual esta compuesto de bosones, donde un boson es uno de los dos tipos bsicos e partculas elementales de la naturaleza.

3. El gas ideal cuntico de Fermi, es aquel en el cual la distribucin de la energa de los fermiones en un gas de Fermi en equilibrio trmico se determina por densidad, temperatura y el conjunto de estados de energa disponibles.

Leyes de los gases:1. Relacin presin-volumen: Ley de BoyleSi la presin a temperatura constante aumenta, el volumen de una muestra determinada de gas disminuye, y si la presin disminuye, el volumen aumenta.La presin de una cantidad fija de un gas a temperatura constante es inversamente proporcional al volumen del gas.

2. Relacin temperatura-volumen: Ley de Charles y de Gay-Lussac

El volumen de una cantidad fija de gas mantenido a presin constante es directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas.

3. Relacin volumen-cantidad: Ley de AvogadroA presin y temperatura constantes, el volumen de un gas es directamente proporcional al nmero de moles del gas presente.

Estas tres leyes se combinan en una sola ecuacin para el comportamiento ideal de los gases:

Donde: R, es la constante de los gases. P, V, T y n son presin, volumen, temperatura y nmero de moles respectivamente.DENSIDAD1. Densidad Absoluta: Es la magnitud que expresa la relacin entre la masa y el volumen del gas.

2. Densidad Relativa: Es la relacin existente entre la densidad de un gas o de una mezcla de gases con respecto de una densidad referencial, en consecuencia la densidad relativa es una magnitud adimensional.

Donde: es la densidad relativa,es la densidad de la sustancia, yes la densidad de referencia.3. La densidad de un gas se puede obtener de la ecuacin de los gases ideales:

III.- PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALa) Relacin de Capacidades calorficas por el Mtodo de Clment y Desormes1. Verificar que el sistema hermticamente cerrado, con los niveles de lquido en reposo y al mismo nivel como en la siguiente figura:Figura 1.- Sistema armado para realizar el mtodo de Clment y Desormes

2. Abrir A y cerrar B para permitir el paso de gas por el baln hasta tener un desnivel aproximadamente de 15cm en el manmetro de agua, se cerr B y ley la diferencia de altura exacta (h1) en el manmetro.3. Se abre rpidamente B y cerro en el momento que ambas ramas del manmetro se crucen.4. Dejar estabilizar el lquido manomtrico y se ley nueva diferencia de alturas (h2) que se le restar a h1 obteniendo el (Vc).5. Repetir con diferencias de alturas iniciales (h1) de 20cm y 30cm (Vp)

Figura 3.- Se midi la altura (h1) del desnivel de agua en el manmetro, 15cm.Figura 2.- El inflador del sistema facilita el cambio de presin entre A y B provocando un desnivel del agua en el manmetro.

b) Determinacin de Densidad de Gases por el Mtodo de Vctor- Meyer 1. Verificar que el sistema est completo y cerrado como en la siguiente imagen: Figura x.- Sistema armado para realizar el mtodo de Vctor - Meyer

2. 3. 4. Colocar un recipiente lleno hasta un 2/3 de su volumen con agua de cao y dentro de este poner el Tubo de vaporizacin (B) manteniendo cerrada la llave de la Bureta (F) y abierto el Tapn (E). Esperar aproximadamente 10 minutos a que el agua ebullicione.

5. Pesar una ampolla vaca de vidrio sobre una luna de reloj en la balanza analtica.

6. Calentar con un mechero la ampolla por unos minutos, luego retirar e introducir el capilar en un vaso con 40 ml de cloroformo para que el aire dentro de la ampolla se vaya y entre el cloroformo.

7. Pesar nuevamente la ampolla y del resultado obtenido de la diferencia de la ampolla vaca y llena sacar la masa del cloroformo.8. Sellar el capilar y luego dejar enfriar.9. Abrir la llave de la bureta, nivelar el agua dentro de ella hasta la marca inicial con la pera (C). Se coloc el tapn, observndose el descenso del volumen y si este no fluctuaba en ms de 0.2 ml, se igualaron los niveles.10. Romper el extremo de la ampolla, introducindola rpidamente en el tubo de vaporizacin (B) y colocar inmediatamente el tapn (E). A medida que baja el nivel del agua en la bureta se iguala al de la pera y esperar hasta que el nivel de agua deje de bajar.11. Cerrar rpidamente la llave (F), luego de esperar 10 minutos tomar la temperatura del agua en la pera, leyendo el nivel agua en la bureta.IV.- TABULACIN DE DATOS Y RESULTADOS

TABLA 1. Condiciones de laboratorioP (mmHg)T (C)%HR

7562196

TABLA 2. Datos experimentales (Mtodo de Clment y Desormes)h1 = 15cmh2 = 20cmh3 = 30cm

h22 cm4,8 cm5,4 cm

h22,5 cm4,5 cm4,8 cm

h23 cm4,5 cm5 cm

h23,8 cm3,8 cm7 cm

h2 promedio2,8 cm4,4 cm5,5 cm

TABLA 3. Datos experimentales (Mtodo de Vctor Meyer)W ampolla vaca0.631 g

W ampolla con cloroformo0.725 g

Volumen desplazado14,2 ml

Temperatura de pera23C

V.- CLCULOS Mtodo de Clment y Desormes Hallando experimental: = =

h1: 15cm; h2 promedio: 2.8cm1 = = 1.23h1: 20cm; h2 promedio: 4.4cm2 = = 1.28h1: 30cm; h2 promedio: 5.5cm3 = = 1.22EXP = 1.24 Hallando Cp y Cv:Cv = = CvEXP = 8.279Cp = R + Cv = 1.987 + 8.279CpEXP = 10.266 Hallando terico: teorico = Cp aire = Datos: CpO2 = 29.378 J/molK y CpN2 = 29.124 J/molKSe convierte a cal/molK y se tiene:CpO2 = 7.02 cal/molK y CpN2 = 6.96 cal/molKCp aire = Cvaire = = teorico = 1.40 Hallando el porcentaje de error: %Error = 100 %Error = 11.4% Mtodo de Vctor Meyer

Hallando la densidad experimental: EXP = EXP = = 0.0042

Hallando la presin baromtrica corregida ( Pb)Datos: T=21C, P= 756mmHg, Humedad= 96%

Pb = Pb - P = 756mmHg - P

Usando la ecuacin de Antonie para hallar la Presin de vapor de agua a temperatura ambiente, siendo A,B y C parmetros empricos especficos del agua:

Log P = A - Log F = 8.07131 - F =18.569Pb = 756mmHg - 18.569Pb = 755.257 mmHg

Datos:Tc = 536.4K , Pc = 54.72bar

PV = nRT = nTRR = RR = 0.079cm3/bar

CN = CN = CN = 5.157 Hallando el porcentaje de error: %Error = 100 = 99%

VI.- DISCUSIN DE RESULTADOS

Cv EXP = 8.279 Cp EXP= 10.266 EXP = 1.24 %Error = 11.4 % R = 0.079cm3/bar Pb = 755.257mmHg La densidad del cloroformo gaseoso o densidad experimental result de 0.0042 g/L muy diferente a la de la densidad terica que se obtuvo de 5.157 posiblemente se deba a que ingres aire a la ampolla con cloroformo por lo que se obtuvo un peso poco aproximado del cloroformo. La relacin de capacidades calorficas usando el mtodo de Clement y Desormes result en un EXP de 1.24 y un teorico de 1.40VII.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Conclusiones: Se comprueba que los gases al estar sometidos a una mayor presin tendrn menor volumen, eso se observa con el mtodo de Clement y desormes. Mientras mayor sea la altura dada por el desnivel de agua en el manometro (h1) el h2 promedio ser mayor. El ingreso del vapor de cloroformo en el sistema generaba la disminucin de temperatura en la pera.Recomendaciones: Hacer una adecuada medicin de alturas ya sea por el mtodo de Victor Mayer y el mtodo de Clment y Desormes. Se recomienda el uso de regla y papel milimetrado para esto. Evitar la prdida de gas involuntaria mediante el correcto cierre del sistema mientras se realiza el experimento de Clment y Desormes. Asegurarse de someter la ampolla de vidrio por varios minutos a altas temperaturas para que al introducir el cloroformo no quede aire en la parte interna de la ampolla y posteriormente un correcto sellado al calor de esta. VIII.- APNDICEa) CUESTIONARIO1. En que consiste el mtodo de Regnault para la determinacin de los pesos moleculares de las sustancias gaseosas?

Este mtodo se utiliza para determinar los pesos moleculares de las sustancias gaseosas a la temperatura ambiente.

El procedimiento por el cual se realiza este mtodo es el siguiente:

Un matraz de vidrio de entre 300 y 500 cc de capacidad, provisto de una llave, se evaca y pesa, llenndolo a continuacin con el gas cuyo peso molecular se desea calcular a una temperatura y presin, procediendo a pesarlo de nuevo. La diferencia de pesos representa el del gas contenido en el matraz cuyo volumen se determina llenndolo y pesndolo con agua o mercurio, ya que las densidades de estas sustancias son conocidas.

Con los datos obtenidos, se deduce el peso molecular buscado mediante la ecuacin:

En un trabajo preciso se emplea un bulbo ms grande para llenarlo y otro que le haga contrapeso, y as corregir las mediciones reducindolas al vacio.

2. Explicar las diferencias y semejanzas que existen entre las isotermas de un gas real y la de un gas idealLa Ley de Boyle, es llamada tambin Ley de las Isotermas, porque durante la relacin que existe entre la presin y el volumen, 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 son inversamente proporcionales a las presiones que soportan. Pero la Ley de Boyle solo es exacta para gases ideales; adems para los gases reales se ha demostrado que esta ley no es exacta, sino ms bien es una ley limite que describe de manera regular el comportamiento del gas real cuando su presin disminuye. A presiones cercanas o por debajo de las comunes de la atmosfera, 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 se considera despreciable.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 del 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 bajas temperaturas, 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.Los gases que componen la atmsfera se elevan desde la superficie del planeta hasta alcanzar unos 1.000 Km. de altura a partir de la cual los investigadores consideran que los gases escapan de la atraccin de la fuerza de la gravedad ejercida por la Tierra. Sin embargo, hay que tener presente que los gases no se distribuyen de manera uniforme, pues la densidad disminuye al aumentar la altura y se concentra en las capas ms bajas.

b) HOJA DE DATOS

IX.- BIBLIOGRAFA

1. MOORE WALTER J. Fsico Qumica bsica. Prentice-Hall. hispanoamericana, S.A. Mxico. 1991.2. PONS MUZZO GASTON. Fsico Qumica. Sexta edicin. Lima Per.1985.