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INTRODUCCION

Aunque vivimos inmersos en un gas, el aire que forma la atmósfera, pocas veces reparamos
en él. Otro tanto ocurre con la mayoría de los gases que se nos presentan diariamente: el
vapor de agua al cocinar, el dióxido de carbono que se forma en la combustión o el butano
que sale de la cocina: normalmente no se ven y si uno se fija en ellos, al final se mezclan
con el aire y parece que desaparecen. El primer científico que se fijó en los gases, e incluso
inventó la palabra gas fue el filósofo belga Van Helmont.
Una vez que se reconocieron los gases como sustancias materiales, se comenzó su estudio
sistemático.










FUNDAMENTO TEORICO

CONCEPTOS BÁSICOS

GAS: Se denomina gas al estado de agregación de la materia que no tiene forma ni
volumen propio. Su principal composición son moléculas no unidas, expandidas y con poca
fuerza de atracción, haciendo que no tengan volumen y forma definida, provocando que
este se expanda para ocupar todo el volumen del recipiente que lo contiene.
PROPIEDADES GENERALES DE LOS GASES
Los gases tienen 3 propiedades características: (1) son fáciles de comprimir, (2) se
expanden hasta llenar el contenedor, y (3) ocupan más espacio que los sólidos o líquidos
que los conforman:
 COMPRESIBILIDAD: Una combustión interna de un motor provee un buen ejemplo
de la facilidad con la cual los gases pueden ser comprimidos. En un motor de cuatro
pistones, el pistón es primero sacado del cilindro para crear un vacío parcial, es luego
empujado dentro del cilindro, comprimiendo la mezcla de gasolina/aire a una fracción
de su volumen original.

 EXPANDIBILIDAD: Cualquiera que haya caminado en una cocina a donde se hornea
un pan, ha experimentado el hecho de que los gases se expanden hasta llenar su
contenedor, mientras que el aroma del pan llena la cocina. Desgraciadamente la misma
cosa sucede cuando alguien rompe un huevo podrido y el olor característico del sulfito
de hidrógeno (H2S), rápidamente se esparce en la habitación, eso es porque los gases se
expanden para llenar su contenedor. Por lo cual es sano asumir que el volumen de un
gas es igual al volumen de su contenedor.

 HUMEDAD: Medida del contenido de agua en la atmósfera. La atmósfera contiene
siempre algo de agua en forma de vapor. La cantidad máxima depende de la
temperatura; crece al aumentar ésta:
Cuando la atmósfera está saturada de agua, el nivel de incomodidad es alto ya que la
transpiración (evaporación de sudor corporal con resultado refrescante) se hace
imposible la masa de vapor de agua contenido en un volumen de aire se conoce como
humedad absoluta y se expresa en kg de agua por m ³ de aire seco.

 HUMEDAD RELATIVA: Es la razón entre el contenido efectivo de vapor en la
atmósfera y la cantidad de vapor que saturaría el aire a la misma temperatura. Si la
temperatura atmosférica aumenta y no se producen cambios en el contenido de vapor, la
humedad absoluta no varía mientras que la relativa disminuye.
Una caída de la temperatura incrementa la humedad relativa produciendo rocío. La
humedad se mide con un higrómetro.

TIPOS DE GASES:

 GASES IDEALES: Es un gas hipotético formado por partículas puntuales, sin
atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son perfectamente elásticos
(conservación de momento y energía cinética). Experimentalmente, se observan una
serie de relaciones entre la temperatura, la presión y el volumen que dan lugar a la
ley de los gases ideales, deducida por primera vez por Émile Clapeyron en 1834.

A temperatura constante:


1 2
2 1
V
V
µ
µ
=

2 2
1 1
P
P
µ
µ
=


A presión constante:

1 2
2 1
V
V
µ
µ
=

1 2
2 1
T
T
µ
µ
=


A volumen constante:

1 2
2 1
P T
P T
=

Ecuación general de los gases ideales
PV nRT =


1 1 2 2
PV PV =
1 1
2 2
V T
V T
=
 GASES REALES: El volumen ocupado por las propias moléculas, es significativo
respecto del volumen total del gas. Además, se considera como factor importante la
atracción intermolecular. El comportamiento de estos gases obedece a presiones
altas y temperaturas relativamente bajas. Para estudiar el comportamiento de los
gases reales, existen un conjunto de ecuaciones de estado, entre ellas la de berthelot,
que corrige las desviaciones de la idealidad, esta ecuación es válida para presiones
cercanas a 1atm.


2
2
6 9
1 1
ˆ
128
C C
C
T T m P
PV TR
P T T M
(
| |
= + ÷
( |
\ .
¸ ¸

Ecuación de Van Der Waals


( )
2
2
n a
P V nb RTn
V
| |
+ ÷ =
|
\ .

DENSIDAD DE GASES: Es la relación que se establece entre el peso molecular en
gramos de un gas y su volumen molar en litros.
 DENSIDAD ABSOLUTA: La densidad absoluta o densidad normal, también
llamada densidad real, expresa la masa por unidad de volumen. Cuando no se hace
ninguna aclaración al respecto, el término «densidad» suele entenderse en el sentido
de densidad absoluta. La densidad es una magnitud intensiva.

m
V
µ =

 DENSIDAD RELATIVA: La densidad relativa o aparente expresa la relación entre
la densidad de una sustancia y una densidad de referencia, resultando una magnitud
adimensional y, por tanto, sin unidades.

ˆ
PM
RT
µ =



DETALLES EXPERIMENTALES



MATERIALES Y REACTIVOS

 MATERIALES

 Soporte universal
 Pera de decantación
 Mechero de bunsen
 Trípode
 Rejilla de asbesto
 Bombillas de jebe
 Vaso de ensayo de 600ml
 Bureta
 Termómetro
 Ampolla
 Matraz 200ml

 REACTIVOS

 Etanol ( )
2 5
C H OH



PROCEDIMIENTO

 Instalar el equipo como se muestra en la fig. 01

 Medimos la temperatura ambiental

 Abrir la lleve de la bureta y llenar agua por la pera hasta que tengan el
mismo nivel de agua, leer la bureta esta será
0
X fig02 (se observó el
descenso y ascenso de nivel de agua al subir y bajar la pera.

 Colocar el matraz vacío dentro de vaso (debe tener al menos 1/3
2
H O de su
volumen), hacer hervir el agua.

 Pesar el capilar (
cap
w
) y luego llenar 2 gotas de
( )
2 5
C H OH y pesar
nuevamente (
t
w
).

 Cerrar todas las llaves e introducir el capilar contenido de
( )
2 5
C H OH
dentro del matraz, dejar que hierba por aproximadamente 30s.

 Abrir y cerrar la llave de acceso bureta-vaso 3 veces y luego dejarla cerrada.

 Bajar la pera hasta un punto en el que el nivel de agua sea diferente (leer la
bureta) esta será
1
X

Entonces para determinar el volumen del gas hallaremos el volumen de aire
desplazado.

 Medimos la temperatura de ebullición del agua fig03.




CALCULOS Y RESULTADOS

 Peso de etanol.
0.1915
cap
w g =

2 5
C H OH t cap
w w w
=
÷

0.203
t
w g =

2 5
0.2034 0.1915
C H OH
w g g
=
÷


2 5
0.0119
C H OH
w =


 Volumen de aire desplazado.
2 5
aire C H OH
V V
= ¨

2 5
C H OH
X V A =

0
24.1 X ml =
2 5
0 1 C H OH
V X X = ÷

2 5
24.1 2.5
C H OH
V ml ml = ÷


2 5
0.0216
C H OH
V L =

 Corrección de la presión barométrica.

100
100
R
b b
H
P P F
÷ | |
' = ÷
|
\ .

100 37.4269
546 15.48
100
b
P mmHg mmHg
÷ | |
' = ÷
|
\ .


15.48 F mmHg =
546
b
P mmHg = 536.314
b
P mmHg ' =
37.4269
R
H =

b
P = Presión de vapor de agua en el punto de ebullición.
F = Presión de vapor de agua a temperatura ambiental.
R
H = Humedad relativa.

1
2.5 X ml =
 Presión de
( )
2 5
C H OH

2 5
C H OH b
P P F ' = ÷

2 5
536.314 15.48
C H OH
P mmHg mmHg = ÷


2 5
520.834
C H OH
P mmHg =


 Corrección del volumen de aire desplazado a condiciones normales

2 5 2 5
C H OH C H OH
CN CN
CN AMBIENTE
P V
P V
T T
=
( )
( )
520.834 21.6 273
291 760
o
CN o
mmHg ml K
V
K mmHg
=

2 5 2 5
C H OH C H OH CN
CN
AMBIENTE CN
P V T
V
T P
= 0.013887
CN
V L =

 Determinación de la densidad experimental de
( )
2 5
C H OH

2 5
2 5
2 5
C H OH
C H OH
C H OH
W
V
µ =

2 5
0.0119
0.0216
C H OH
g
L
µ =

2 5
0.551
C H OH
g
L
µ =


 Densidad teórica de
( )
2 5
C H OH ecuación de berthelot

2 5
2 5 2
2
9 6
1 1
128
CN C H OH
C H OH
C CN C
CN
CN C CN
P M
t
T P T
RT
T P T
µ =
( | |
+ ÷
( |
\ . ¸ ¸


( )( )
( )( )
( )
( )
2 5 2
2
1 36
9 516 1 6 516
0.082 273 1 1
128 273 63
273
C H OH
g
atm
mol
t
K atm K
atmL
K
molK K atm
K
µ
| |
|
\ .
=
( | |
| |
( + ÷ |
|
|
\ . (
\ . ¸ ¸


2 5
1.68
C H OH
g
t
L
µ =

2 5
36
C H OH
g
M
mol
= 63
C
P atm = 516
C
T K =
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES
 Gracias a nuestra participación en esta primera practica de laboratorio, se lograron
comprender los conceptos básicos referentes a los gases, resaltando de manera
significativa las propiedades principales que influyen en la realización de esta
práctica, así como, la densidad de gases, volumen, temperatura, presión, etc.

 Nuestro desempeño laboral dentro de las instalaciones del laboratorio de
fisicoquímica fue de carácter responsable, pues aprendimos que al trabajar con
cualquier material debe estar previamente limpio antes y después de la práctica,
utilizar la cantidad requerida de reactivos para evitar el desperdicio de los mismos,
evitar regresar excedentes de reactivo a sus respectivos frascos, mantener los frascos
de reactivos tapados para evitar contaminación o vaporización de los mismos, etc.

 Según las expresiones matemáticas, señaladas ya en los cálculos y resultados,
logramos calcular aproximadamente la densidad del gas mediante el uso del método
de Víctor Meyer y cuyo valor es de:

RECOMENDACIONES

 Es recomendable saber el punto de ebullición de los líquidos orgánicos volátiles a
utilizar en el experimento. Al determinar la densidad de gases por el Método de
Víctor Meyer se utilizó un líquido volátil, que era el cloroformo la cual tiene un
punto de ebullición de 61.26oC; si hubiéramos utilizado por ejemplo el éter como
liquido volátil, y lo introducíamos en el vaso después de haber calentado durante 10
minutos; el éter al tener un punto de ebullición de 34.6oC, y siendo este menor al
del cloroformo, se habría evaporado más rápidamente.





BIBLIOGRAFIA

 Química – Análisis de principios y aplicaciones” – Instituto de Ciencias y
Humanidades – Segunda Edición – Abril del 2006 – Tomo II – 730 páginas – Lima
Perú.

 “Físico-Química” – Castellán G. - 2da edición – 1987 - Edit. Mc. Graw-Hill
Colombia.

 “Fisicoquímica” – Gastón Pons Muzzo – 3º Edición – Lima – Perú.

 FÍSICOQUÍMICA MANUAL DE LABORATORIO” – Ing. Alejandro BARBA
REGALADO – Facultad de Ciencias – UNASAM – 2009
















ANEXOS
fig01
fig02
fig03