Informe De Gases UNI-FIC

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

Facultad de Ingeniería Civil

_____________________________________________________________

• Informe:

3er. Laboratorio de química

• Integrantes:

ATÚNCAR LUCERO Luis Angel

ORTIZ RAMOS Gary

• Tema:

Gases

PRACTICA N° 3

INTRODUCCIÓN

Muchas de las sustancias químicas importantes se presentan en estado gaseoso. La atmósfera terrestre es una mezcla de gases y partículas de líquidos y de sólidos.

Los principales componentes gaseosos son N2 y O2 con concentraciones inferiores de otros gases. Todos aquellos gases son miscibles; es decir, se mezclan en su totalidad, a menos que reaccionen entre sí. El estudio de las propiedades de los gases es sumamente útil para comprender la naturaleza de las fuerzas que se ejercen entre las moléculas.

Para examinar las propiedades de los gases, tales como la comprensibilidad y la viscosidad, se pueden usar dos métodos. En uno de ellos, podemos considerar que el gas es un fluido carente de estructura, es decir, que no es necesario considerar el hecho de que el gas se compone de átomos y moléculas. Las propiedades tales como la presión, el volumen y la densidad, se pueden derivar de la masa del fluido, con base en las leyes de la estática. Para un mejor conocimiento de la estructura molecular de la materia, es el segundo método de estudio de los gases.

Este sistema se basa en las suposiciones contenidas en la teoría cinética de los gases y en el principio más avanzado, conocido como mecánica estadística. Esta última teoría se basa en modelos supuestos de átomos y moléculas, por lo que si las propiedades que se observan experimentalmente, podemos estimar, con cierta seguridad, que los modelos son correctos.

Es conveniente recalcar el hecho de que los resultados experimentales tienen primordial importancia, ya que constituyen nuestro único enlace con la realidad. Los modelos son arbitrarios; la norma principal para que un modelo sea aceptable, es que concuerde con los datos experimentales.

Los gases desempeñan, un papel importante en nuestra vida diaria, debido a que tienen múltiples usos y aplicaciones. El gas como fuente de energía, el oxígeno vital para los seres vivos, el aire para inflar neumáticos, etc.

OBJETIVOS

Estudiar algunas propiedades y leyes fundamentales que explican el comportamiento de los gases ideales.

Determinar el volumen molar del hidrógeno en condiciones de laboratorio para luego calcular su volumen en condiciones estándar.

Estudiar y comprobar la propiedad de difusión de los gases de acuerdo a la ley de Graham.

Demostrar experimentalmente la Ley de Boyle–Mariotte la cual es una propiedad fundamental de los gases.

Establecer la definición y la comparativa entre gases ideales y gases reales.

FUNDAMENTO TEÓRICO

• Los gases no tienen formas ni volúmenes definidos; en consecuencia tanto la forma como el volumen de los gases cambiará según el recipiente que los contiene.

• Los gases tienen densidades muy bajas, ya que las moléculas de un gas cualquiera se encuentran muy separadas entre sí o sea que ocupan volumen relativamente grande.

• Debido a la gran cantidad de espacio vacío entre las moléculas de un gas se necesita aplicar muy poca presión para comprimirlo en forma considerable, en tanto que se requieren presiones muy elevadas para producir una reducción apreciable del volumen de los líquidos o los sólidos.

• Los gases ofrecen una resistencia relativamente baja al flujo.

• Las leyes experimentales que gobiernan el comportamiento de los gases indican que las propiedades de todos ellos son similares en muchos aspectos, ya que la ecuación de los gases ideales se aplican a numerosos gases. Esta similitud en las propiedades de los gases muestra que la estructura básica de toda materia tiene una naturaleza esencialmente parecida.

El objetivo supremo de los científicos es desarrollar una teoría que pueda explicar las propiedades generales de la materia, basándose en la estructura y las interacciones de estas moléculas en forma individual. Así desearíamos poder explicar y calcular la presión de un gas, de acuerdo con las propiedades estrictamente mecánicas de las moléculas, tales como son su masa y su velocidad. Las suposiciones de la teoría cinética de los gases ideales comprenden un modelo idealizado de un gas que se puede usar para explicar las propiedades que en él se observen. Todas las sustancias que son gases a temperatura ambiente pueden licuarse por enfriamiento y compresión. Las suposiciones de esta teoría son las siguientes:

a) Las moléculas son puntuales, es decir son de forma esférica y volumen despreciable pero tienen masa.

b) Las moléculas están en movimiento continuo, rápido y al azar, describiendo trayectorias rectilíneas

c) No existe fuerza de repulsión ni atracción molecular, es decir no hay interacción molecular, por lo tanto, poseen un movimiento libre.

d) Los choques intermoleculares o contra las paredes del recipiente son perfectamente elásticos, es decir no hay una pérdida neta en la energía cinética total de las moléculas.

e) La energía cinética media (Ec) de las moléculas es directamente proporcional a la temperatura absoluta.

Para 1 molécula: Ec = 3kT

2

Donde:

K = 1,38 x 10-18 ergio

K. molécula

K: constante de Boltzman

Observación:

La velocidad promedio de traslación molecular (V) depende de la temperatura (T) y peso

Molecular (M)

V = en cm / s, donde R = 8.314x 107 ergio /mol.K

NOTA:

Un gas real tiende a un comportamiento ideal, a presiones bajas y temperaturas altas, porque a dichas condiciones las fuerzas intermoleculares tienden a cero.

• El movimiento de las moléculas en un gas se debe a su contenido de calor y por ende se relaciona en forma directa con la temperatura del gas. Esta relación entre el movimiento y la temperatura es muy conocido debido al fenómeno de la fricción. Un aumento de temperatura hace que se incremente el movimiento térmico de las moléculas

...