Practica 2 Quimica Aplicada

LABORATORIO DE QUIMICA APLICADA

Practica No.2

“COEFICIENTE DE EXPANSIÓN TERMICA DE LOS GASES”

Integrantes:

Peña Sánchez María Isabel (editor)

Sánchez Lara Eduardo (operario)

Ramírez Aguilar César (operario)

Reyes Segura Israel (operario)

Romero Romero Alberto (operario)

ABSTRACT

OBJETIVO

1. Investigar para una masa fija de aire, la correlación del volumen y la temperatura a presión constante.

2. Determinar, con base en datos experimentales, el valor del coeficiente de expansión térmica (α).

INTRODUCCIÓN

Todos los gases tienen un comportamiento casi idéntico e independientemente de su naturaleza. Este comportamiento se estudia a través de las variaciones de tres parámetros: presión. Volumen y temperatura. El estado de un gas está caracterizado por los valores que toman esos parámetros. En el caso general, ellos pueden modificarse simultáneamente, pero es usual estudiar previamente el comportamiento del gas cuando permanece constante uno de los parámetros y varían los otros dos.

El primer estudio experimental de la variación isobárica del volumen con la temperatura lo hizo J. Charles (1787) y años más tarde lo verifico Gay Lussac (1802). La ley de Charles postula que, a presión constante, el volumen de cualquier gas se expande en la misma fracción de su volumen inicial a 0 °C por cada aumento de un grado centígrado en la temperatura. Experimentalmente Charles y Gay Lussac descubrieron que por cada aumento de un grado es la temperatura el volumen del gas se incrementaba en, aproximadamente, 1/273 de su valor a 0°C. Este valor es mas o menos constante para todos los gases. Así pues un aumento de diez en la temperatura en grados centígrados hará que aumente el volumen de cualquier gas en aproximadamente 10/273 de su volumen a 0°C.

En general, la ley de Charles se puede expresar en forma de ecuación como sigue si el volumen del gas o 0°C es Vo y si el aumento fraccional en volumen por grado es v, el

Coeficiente de expansión del volumen, entonces el aumento de volumen debido a un incremento de temperatura de t grados es:

Incremento fraccional en volumen incremento en

Volumen a 0°C * *

Incremento en temperatura temperatura

= Vo * v * (t - o)

Si el volumen a la temperatura t es Vt, el aumento de volumen dado por la ecuación anterior es, simplemente, (Vt - Vo), de modo que:

Vt - Vo = Vo v t

O bien,Vt= Vo ( 1 + v t)

EQUIPO Y MATERIAL

 Aparato para estudio de las leyes de los gases, con soporte, mercurio y termómetro (columna Phyme ).

 Baño con termostato, control, de temperatura y recirculación del agua.

 Agua destilada (5L)

DESARROLLO EXPERIMENTAL

LEY DE CHARLES

No. De paso Descripción Riesgo Prevención Contingencia

1 Registrar el dato de temperatura. Romper termómetro y cortarse con los vidrios o intoxicarse con el mercurio. Manejar con cuidado el termómetro. En caso de cortadura apretar con fuerza el subministro sanguíneo procurando un torniquete. Y acudir a servicio médico.

En caso de intoxicación; acudir a servicio médico de inmediato.

2 Mover el cilindro que contiene mercurio de manera que las diferencias de alturas sean cero y entonces el sistema se encuentre a presión atmosférica.

Romper cilindro que contiene el mercurio. Manejar con cuidado el cilindro. En caso de cortadura apretar con fuerza el subministro sanguíneo procurando un torniquete. Y acudir a servicio médico.

En caso de intoxicación; acudir a servicio médico de inmediato.

3 Registrar la altura de la columna de aire. Nulo. No realizar otro tipo de actividad.

4 Registrar datos en tabla.

Nulo. No realizar otro tipo de actividad.

5 Encender el baño de recirculación y generar una temperatura de 30°C.

Corto circuito eléctrico.

Choque eléctrico. Utilizar el equipo según las instrucciones de uso de fabricante, sin realizar algo fuera de protocolo. Tratar de cortar el subministro de corriente eléctrica, tener ubicado el extintor y de ser necesario hacer uso de él. En caso de choque acudir de inmediato a servicio médico o pedir su auxilio.

6 Poner en marcha el motor de recirculación.

Corto circuito eléctrico.

Choque eléctrico Utilizar el equipo según las instrucciones de uso de fabricante, sin realizar algo fuera de protocolo. Tratar de cortar el subministro de corriente eléctrica, tener ubicado el extintor y de ser necesario hacer uso de él. En caso de choque acudir de inmediato a servicio médico o pedir su auxilio.

7 Esperar que se estabilice la temperatura en el sistema aire y registrar el dato en el instante que se detenga el motor.

Nulo. No realizar otro tipo de actividad.

8 Mover el contenedor de mercurio hasta que la diferencia de alturas vuelva cero y de este modo mantener la presión del sistema constante.

Romper cilindro que contiene el mercurio. Manejar con cuidado el cilindro. En caso de cortadura apretar con fuerza el subministro sanguíneo procurando un torniquete. Y acudir a servicio médico.

En caso de intoxicación; acudir a servicio médico de inmediato.

9 Leer el dato de la columna de aire y registrarlo.

Nulo. No realizar otro tipo de actividad.

10 Calcular el volumen de aire.

Nulo. No realizar otro tipo de actividad.

11 Repetir la veces necesarias los pasos a partir del número 5 _______________ ______________

Tabla:

Longitud de columna de aire (cm.) Volumen de aire (cm3 o mL.) Temperatura (°C)

20 20.41 24

20.4 20.82 30

20.5 20.92 37

20.9 21.33 44

SECUENCIA DE CALCULOS

1) Calcule el número de moles de aire que se maneja en esta práctica con base a los datos iniciales de la presión, volumen y temperatura ambiente en el experimento.

n=PV/RT

SOLUCION

Datos iniciales:

T=23°C +273= 293°k

V=21.42ml=0.02142 L= 0.00002142

P= 632.5 mmHg

760mmHg = 1atm

632.5mmHg =0.8322 atm

0.8322(1.01325x Pa) =0.8432x Pa

R=8.314

moles

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