Viscosidad De Gases

RESUMEN

La experimentación realizada estuvo enmarcada en la determinación de diversas propiedades moleculares de los gases a través de la efusividad provocada por presencia de diversos elementos gaseosos en un montaje realizado inicialmente para determinar el peso molecular y la viscosidad de diversos gases entre ellos: nitrógeno (N2), oxígeno (O2), argón (Ar) y dióxido de carbono (CO2). Lo cual nos llevo a realizar como elemento teórico al oxígeno, por lo tanto a partir de este gas pudimos determinar la masa molar, coeficiente de viscosidad, diámetro molecular y camino libre de medio de los gases anteriores a través de las siguientes formulas:

M2= Masa Molar ƞ2= Coeficiente de Viscosidad

L2= Camino Libre Medio σ2= σ1 x Diámetro M.

Con el cálculo de los valores experimentales relacionamos dichas valoraciones con valores teóricos otorgando los siguientes errores: en el caso del dióxido de carbono (CO2) en la masa molar se obtuvo 6,72%; viscosidad 41,04%; camino libre medio 81,59%; diámetro molecular 30,24%, para el nitrógeno (N2): masa molar 3,34%; viscosidad 7,25%; camino libre medio 12,12%; diámetro molecular 17,20% y por último el el argón, se obtuvieron los siguientes datos: masa molar 3,48%; viscosidad 4,10%; camino libre medio 2,44%; diámetro molecular 19,36%.

OBJETIVOS

General:

Determinar el peso molecular, viscosidad, camino libre medio y diámetro molecular de diversos gases, a partir de un gas conocido.

Específicos:

Calcular de manera experimental diversas propiedades fisicoquímicas con gases desconocidos a partir del Oxígeno como elemento teórico.

Identificar los errores producidos por la determinación del tiempo en la utilización del montaje del equipo de viscosidad y masa molar de los gases.

INTRODUCCIÓN

Las diversas propiedades químicas son parte fundamental de los seres humanos, pues a través de los años con los diversos descubrimientos químicos se han ido mejorando notablemente la calidad de vida de los individuos. Pues ha sido una ardua transformación que va desde la cocción de alimentos hasta el pronóstico del tiempo, hechos que sin lugar a dudas han involucrado notablemente la utilización de los gases en parte esencial de la vida del hombre.

Por lo tanto, según Lawrence Lee experto de SEED (Schlumberger Excellence in Educational Development, Inc. 2009), “Todas las moléculas están en continuo movimiento aleatorio. Cuando existe un cambio de presión debido al flujo, el cambio de presión se superpone a los movimientos aleatorios. Se distribuye entonces por todo el fluido mediante colisiones moleculares. Cuanto mayor sea el movimiento aleatorio, como cuando se produce mediante un aumento de temperatura, mayor es la resistencia al cambio de presión del fluido. Los análisis teóricos basados en estas sencillas consideraciones predicen que la Viscosidad del Gas es proporcional a la raíz cuadrada de la Temperatura Absoluta del gas”.

Si la temperatura aumenta, el intercambio molecular aumentará (porque las moléculas se mueven más rápido en temperaturas más altas). Por lo tanto la viscosidad de un gas aumentara con la temperatura. Con todo lo antes expuesto, se pretende determinar a través de esta experimentación el peso molecular, viscosidad, camino libre medio y diámetro molecular de diversos gases, a partir de un gas conocido tomando el tiempo de efusividad en un montaje donde a través de marcas de determine la masa molecular y viscosidad de distintos elementos.

MATERIALES Y MÉTODOS

Materiales:

Para la realización de esta práctica, se utilizó un aparato para medir el peso molecular y la viscosidad de un gas, un cronómetro, globos que contienen: nitrógeno (N2), oxígeno (O2), argón (Ar) y dióxido de carbono (CO2). Además, de ello el cilindro que se utiliza en el montaje estuvo provisto de un manómetro, aunado a los gases que se utilizan en el experimento son suministrados a través de un bulbo de hule con válvula metálica.

Métodos:

La metodología utilizada para la realización de esta práctica se desarrolla bajo la determinación de propiedades químicas definidas a través del peso molecular, la viscosidad, camino libre medio y diámetro molecular, siguiendo las técnicas de cronometrar los tiempos del escape de un gas por un orificio entre dos marcas con una presión y volumen constante. Cabe destacar, que la experimentación realizada es muy parecida a la utilizada en el Laboratorio de Fisicoquímica dirigido por la MCs. Carla Oporto de la Facultad de Ciencias y Tecnología de la Universidad Mayor de San Simón de Bolivia, quienes al igual que los experimentadores purgaron el tubo de experimentación con el gas a utilizar para luego determinar con la alineación del tubo a la propiedad a visualizar (Peso molecular ó viscosidad), donde a través de las marcas y con ayuda del cronometro controlaron el tiempo señalado después de haber pasado las señalizaciones respectivas.

En este caso, se tomaron como patrones elementales los valores teóricos otorgados por la guía de práctica del oxigeno, ya que a partir de este elemento determinaríamos las propiedades químicas requeridas para los demás gases presentes en dicha experimentación. Con ello, podemos mencionar como sugerencia que los grupos de experimentadores futuros que realicen dicha práctica deben inspeccionar y purgar el aparato de montaje, pues a veces suele no poseer la cantidad de agua requerida y quedar contaminado por diversos gases que se utilizaron en prácticas anteriores todo ello para evitar pérdida de tiempo en la experimentación y así el proceso sea muy fructífero. Por ende, dicha experimentación fue importante porque pudimos detectar que los marcajes del tiempo no deben ser muy distintos entre sí, ya que ocasionaran errores irreversibles durante la experimentación de dicha práctica.

DATOS EXPERIMENTALES

Tabla N° 1: Tiempo de efusividad de nitrógeno (N2), oxígeno (O2), argón (Ar) y dióxido de carbono (CO2).

Gas Empleado

Tiempo de Efusión De La Masa Molar (seg)

Tiempo de Efusión de la Viscosidad (seg)

Oxígeno (O2)

31,4

9,5

31,4

9,6

31,5

9,6

Dióxido de carbono (CO2)

35,5

9,7

35,6

9,8

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