Estado Gaseoso

El Estado Gaseoso

Introducción.

Se denomina gas al estado de agregación de la materia en el cual, bajo ciertas condiciones de temperatura y presión, sus moléculas interaccionan solo débilmente entre sí, sin formar enlaces moleculares, adoptando la forma y el volumen del recipiente que las contiene y tendiendo a separarse, esto es, expandirse, todo lo posible por su alta energía cinética. Los gases son fluidos altamente compresibles, que experimentan grandes cambios de densidad con la presión y la temperatura. Las moléculas que constituyen un gas casi no son atraídas unas por otras, por lo que se mueven en el vacío a gran velocidad y muy separadas unas de otras.

Objetivos.

El objetivo principal en este laboratorio es comprobar experimentalmente las leyes que rigen el estado gaseoso.

Materiales.

Probeta de 100ml

Manguera

Vaso precipitado de 600 a 1000ml

Tubo de ensayo con tapón

HCl 0.1M 250ml

Caliza CaCO3 0.4g

Mg 0.05g

Soporte universal

Fundamento Teórico.

Temperatura.

La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio o frío que puede ser medida con un termómetro. En física, se define como una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica.

Escala Punto de Congelación Punto de Ebullición

Centígrados °C 0 100

Fahrenheit °F 32 212

Kelvin °K 273 373

Rankine °R 492 672

°C=(5(°F-32))/9

°F=(9(°C+32))/5

°K=°C+273

°R=(°F-32)+491

Tipos de Presión.

Presión atmosférica

La presión atmosférica es la fuerza por unidad de superficie que ejerce el aire sobre la superficie terrestre.

La presión atmosférica en un punto coincide numéricamente con el peso de una columna estática de aire de sección recta unitaria que se extiende desde ese punto hasta el límite superior de la atmósfera.

Presión manométrica

Se llama presión manométrica a la diferencia entre la presión absoluta o real y la presión atmosférica. Se aplica tan solo en aquellos casos en los que la presión es superior a la presión atmosférica, pues cuando esta cantidad es negativa se llama presión de vacío.

Muchos de los aparatos empleados para la medida de presiones utilizan la presión atmosférica como nivel de referencia y miden la diferencia entre la presión real o absoluta y la presión atmosférica, llamándose a este valor presión manométrica.

Leyes de los Gases.

Ley de Charles.

A una presión dada, el volumen ocupado por una cierta cantidad de un gas es directamente proporcional a su temperatura.

Matemáticamente la expresión sería:

.

Ley de Gay Lussac.

La presión de una cierta cantidad de gas, que se mantiene a volumen constante, es directamente proporcional a la temperatura.

Es por esto que para poder envasar gas, como gas licuado, primero ha de enfriarse el volumen de gas deseado, hasta una temperatura característica de cada gas, a fin de poder someterlo a la presión requerida para licuarlo sin que se sobrecaliente y eventualmente, explote.

Ley de Mariotte.

La Ley de Boyle-Mariotte (o Ley de Boyle), formulada por Robert Boyle y Edme Mariotte, es una de las leyes de los gases que relaciona el volumen y la presión de una cierta cantidad de gas mantenida a temperatura constante. La ley dice que el volumen es inversamente proporcional a la presión:

Ley de Dalton.

La ley de las presiones parciales (conocida también como ley de Dalton) fue formulada en el año 1801 por el físico, químico y matemático británico John Dalton. Establece que la presión de una mezcla de gases, que no reaccionan químicamente, es igual a la suma de las presiones parciales que ejercería cada uno de ellos si sólo uno ocupase todo el volumen de la mezcla, sin variar la temperatura. La ley de Dalton es muy útil cuando deseamos determinar la relación que existe entre las presiones parciales y la presión total de una mezcla de gases.

Ecuación de estado.

De la ley general de los gases se obtiene la ley de los gases ideales. Su expresión matemática es:

siendo P la presión, V el volumen, n el número de moles, R la constante universal de los gases ideales y T la temperatura en Kelvin. Tomando el volumen de un mol a una atmósfera de presión y a 273 K, como 22,4 l se obtiene el valor de R= 0,082 atm•l•K−1•mol−1

Procedimiento

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