Termodinamica

Determinación de la constante universal de los gases R

Introducción

Existe una constante física que relaciona varias funciones de estado, entre ellas la energía, la temperatura y la cantidad de moles de un gas. Esta constante es denominada constante universal de los gases ideales. Este valor constante es utilizado en la ecuación de estado de los gases ideales, que combina las leyes de Avogadro, de Gay Lussac y la ley de Charles.

El término R de la ecuación del gas ideal se denomina constante de los gases. El valor y las unidades de R dependen de las unidades de P, V, n y T. Algunos valores de R son:

0.082 L atm/mol K

82.06 cm3 atm/mol K

8.314 J/mol K

El valor de R puede medirse experimentalmente.

Gases tales como oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, se comportan como gases ideales en condiciones de temperatura ambiente y presión de una atmósfera. De esta manera es posible calcular el valor de R, despejando su valor de la ecuación:

PV=nRT

R=PV/nT

Objetivo

Determinar experimentalmente la constante universal de los gases R y el volumen molar del Hidrógeno.

Material

1 Tubo de desprendimiento

1 Jeringa de 3mL con agua

Tapón de #0

2 Mangueras de látex (apróx. 50 cm)

1 Bureta de 50 mL sin llave

1 Termómetro (0.1 °C)

1 Embudo de vidrio

2 Pinzas para bureta

1 Pinza de tres dedos

3 Soportes universales

1 Pipeta Pasteur

1 tapón de #000

1 Vaso de pp de 250 mL

1 Vidrio de reloj

Balanza digital

Reactivos

Ácido Clorhídrico 3 M (5mL)

Magnesio en tiras (3 aproximadamente 4cm c/u)

Acetona o etanol

Toxicidad de los reactivos

• Ácido clorhídrico

El ácido clorhídrico (HCI) es un ácido muy fuerte. Las soluciones pueden ser extremadamente corrosivas. La severidad de los efectos depende de la concentración de la solución y la duración del contacto. En general, las soluciones y los rocíos de HCI con un pH de 3 o menos son peligrosos para la salud ya que provoca quemaduras severas y daños en los ojos. Dañino si se inhala. Dañino o fatal si se ingiere. Altamente reactivo con materiales alcalinos debido a su pH Ácido. No es inflamable pero reacciona con la mayoría de los metales para formar gas de hidrógeno explosivo e inflamable.

• Etanol

El líquido desengrasa la piel. La sustancia puede afecta al tracto respiratorio superior y al sistema nervioso central, dando lugar a irritación, dolor de cabeza, fatiga y falta de concentración. La ingesta crónica de etanol puede causar cirrosis hepática. La sustancia irrita los ojos. La inhalación de altas concentraciones del vapor puede originar irritación de los ojos y del tracto respiratorio. La sustancia puede causar efectos en el sistema nervioso central.

• Magnesio

La inhalación de saca el polvo o los humos pueden irritar la zona respiratoria y pueden causar fiebre del humo del metal. Los síntomas pueden incluir toser, dolor del pecho, fiebre, y leucocitosis. La Ingestión del metal del magnesio bien no ha caracterizado toxicidad. Dolor y diarrea abdominales de la causa de mayo. Las partículas encajadas en la piel pueden causar erupciones. El magnesio fundido puede causar quemaduras serias de la piel. Las altas concentraciones del polvo pueden causar la irritación en los ojos. Mirar un magnesio encender puede causar lesión del ojo

Mediciones que se harán

Las medidas consistirán en medir el volumen final de gas en la bureta, se realizarán restándole al volumen final el volumen inicial.

Estas mediciones servirán para que posteriormente con los datos que ya tenemos (Temperatura, Presión y número de moles) y la ecuación del gas ideal, se despeje R y se encuentre su valor experimental.

Resultados:

Tabla 1 mediciones directas.

Parámetro P barométrica local P. de vapor de H2O Volumen inicial Volumen final Masa inicial Mg Masa final Mg Temperatura °C

valor 57.69 cmHg 1.69 cmHg 9 ml 43.7 .053g .016g 23.2°C

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