Fisicoquimica-Difusion segun ley de Graham

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ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN        4
2. OBJETIVOS        4
3. PRINCIPIOS TEÓRICOS        4

1. LEY DE CHARLES Y DE GAY-LUSSAC        4
2. DIFUSIÓN        5
3. EFUSIÓN        6
4. LEY DE LA DIFUSIÓN DE GRAHAM        6

1. EXPERIENCIAS DE LABORATORIO        6

1. LEY DE CHARLES        6
2. LEY DE GRAHAM        8
3. LEY DE GAY LUSSAC        10

1. CÁLCULOS        12
2. DISCURSIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS        14

1. RESPONDA LAS SIGUIENTES PREGUNTAS        14
2. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE CADA EXPERIENCIA REALIZADA        15

1. CUESTIONARIO        16
2. CONCLUSIONES        19
3. RECOMENDACIONES        20

Resumen

Dentro del presente informe de laboratorio se buscará confirmar experimentalmente las leyes de Charles, la de difusión de Graham y la de Gay-Lussac a través de las experiencias vistas y desarrolladas en clase. Así mismo, se detallarán los procedimientos llevados a cabo en las 3 experiencias mostradas, con sus respectivos análisis, interpretación y discusión de los datos. Además, se buscará precisar el margen de error entre los resultados teóricos y experimentales a fin de corroborar la eficacia de los métodos realizados. Finalmente, se especifican las conclusiones y recomendaciones del equipo de trabajo acerca de las experiencias desarrolladas, así como la bibliografía empleada.

Palabras clave: volumen, temperatura, presión, velocidad, masa molar.

1. Introducción

Es sabido que la ley de Boyle establece la relación inversamente proporcional entre la presión y volumen (PV=k) de un gas cuando este mismo se encuentra en una cantidad fija y a temperatura constante. A partir de esto, se busca explicar el comportamiento del gas ante una variación de la temperatura del mismo. La ley de Charles y Gay-Lussac nos explican que si realizamos una variación de temperatura a presión constante, existirá una relación directamente proporcional entre el volumen y temperatura del gas. Así mismo, si se realiza una variación de temperatura a volumen constante, existirá una relación directamente proporcional entre la presión y temperatura del gas.

Por otro lado, la ley de difusión de Graham nos indica que bajo la misma temperatura y presión, las velocidades de difusión de los gases tendrán una relación inversa con las raíces cuadradas de sus masas molares.

Teniendo en cuenta las leyes mencionadas, se revisaron detalladamente 3 experiencias relacionadas a estas donde se busca comprobar experimentalmente la ley de Charles y Gay Lussac y la ley de difusión de Graham. Así mismo, se busca realizar observaciones de la difusión de los gases vistos.

1. Objetivos

• Observar la propiedad de difusión de los gases.

• Comprobar la ley de Graham.

1. Principios Teóricos

1. Ley de Charles y de Gay-Lussac:

Las investigaciones de Jacques Alexandre Charles y Joseph Louis Gay-Lussac sobre cuál sería el efecto sobre el volumen y presión de gas cuando se realiza una variación de temperatura (considerando temperatura absoluta) de un gas nos indican en primer lugar que, el volumen de la

muestra de un gas se dilata cuando este se calienta; así mismo, el gas se contraerá cuando este mismo se enfríe. Para ello se requiere que el gas se encuentre a presión constante. Es así que tenemos la siguiente relación: V/T=k (k: constante), la cual es conocida como ley de Charles. De la misma forma, existe una relación directa entre la presión y la temperatura de un gas cuando este se encuentra a volumen constante. Dicha relación se describe: P/T=k (k: constante), la cual es conocida como la ley de Gay-Lussac (Chang, 2008).

1. Difusión:

Se trata de la mezcla en forma gradual (confundida usualmente con instantánea) de las moléculas de un gas con las moléculas de otro gas, esto debido a sus propiedades cinéticas, lo cual nos indica el movimiento en aleatoriedad de los gases (Chang y Goldsby, 2017).

La difusión es el proceso por el cual una substancia se distribuye uniformemente en el espacio que la encierra o en el medio en que se encuentra. Por ejemplo: si se conectan dos tanques conteniendo el mismo gas a diferentes presiones, en corto tiempo la presión es igual en ambos tanques. También si se introduce una pequeña cantidad de gas A en un extremo de un tanque cerrado que contiene otro gas B, rápidamente el gas A se distribuirá uniformemente por todo el tanque. La difusión es una consecuencia del movimiento continuo y elástico de las moléculas gaseosas. Gases diferentes tienen distintas velocidades de difusión. Para obtener información cuantitativa sobre las velocidades de difusión se han hecho muchas determinaciones. En una técnica el gas se deja pasar por orificios pequeños a un espacio totalmente vacío; la distribución en estas condiciones se llama efusión y la velocidad de las moléculas es igual que en la difusión. Los resultados son expresados por la ley de Graham.

1. Efusión:

Se trata del proceso mediante el cual un gas que está bajo presión se escapa desde el comportamiento de un contenedor a otro a través de un pequeño orificio (Chang y Goldsby, 2017).

1. Ley de la difusión de Graham:

Los estudios del científico Thomas Graham nos indican que las velocidades de difusión de los gases son inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus masas molares, esto cuando se encuentran las mismas condiciones de temperatura y presión. Esta ley es tanto válida para procesos de difusión como de efusión a pesar de la distinta naturaleza de los mismos (Chang y Goldsby, 2017). Tenemos la siguiente relación para dos gases:

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