informe fisicoquimica n° 01

8/17/2019 Informe Fisicoquimica N° 01

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

UNI

Facultad de Ingeniería Industrial y de Sistemas

Ingeniería Industrial

Laboratorio de Fisicoquímica

Informe N°1

Tema:

Estudio de los gases ideales y reales

Alumnos:

Osorio Larios, Cesar Jhair 20142063G

Pari Valencia, José Miguel 20132136A

Pariona Ramos, Cesar 20144033H

Quispe Ccurahua, Milagros Jimena 20132190F

Quispe Mamani, Ricardo Antonio 20102097H

Profesor: Parra Osorio, Hernan Julio

2016-1


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1. Objetivo

Estudio de los gases ideales y reales en dos procesos: Isotérmico e Isócoro.

2. Materiales

Regla graduada

Bureta de gases.


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Una pera de vidrio con manguera.

Un soporte universal.

Un mechero de Bunsen.

Un termómetro


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Pizeta

Probeta


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3. Procedimiento

Proceso Isotérmico:

2

21

Medimos

aproximadamente 30 ml de

aire en la bureta

Tapamos la bureta con el

corcho

2

Pusimos la pera a diferentes

alturas verificando que el nivel

que marcaba la bureta

permanezca constante

3

Al notar que el valor

marcado en la bureta

variaba, quitamos el corcho.

4

Cuando el valor permanecía

constante, pusimos el

líquido dentro de la pera al

nivel del líquido de la bureta

5

Pusimos la pera a distintas

alturas (-30, -15, 15, 30, 45

y 60 cm) y anotamos el

volumen medido en la

bureta

1

Armamos el equipo de

acuerdo a la guía


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Proceso Isócoro:

2

21

Armamos el equipo

Llenamos agua en la pera hasta

que el nivel de esta llegue hasta

el cuello de la pera

3

Llenamos agua en el vaso hasta

que el balón se encuentre

sumergido totalmente

4

Nivelamos el agua de la

bureta y de la pera,

abriendo y cerrando la pinza

en el empalme de goma

5

Encendimos el mechero y

calentamos el agua en el vaso (porlo tanto aumentamos la

temperatura del gas) llegando a

temperaturas de 28, 40, 52, 64, 76,

88 y 100 °C, anotando los

volúmenes respectivos.

6

1

Anotamos el volumen del

gas, que era de 20.2 cc

Desarmamos el equipo


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4. Cálculos y Resultados

A) Proceso Isotérmico

1.- Convierta las presiones manométricas de columna de agua a columna de

mercurio (torr).

1 atm = 760 mmHg = 1033 cmH2O

Altura(cm)

Presión(cmH20)

Presión(mmHg)

-30 -30 -22,07

-15 -15 -11,04

0 0 0,00

15 15 11,04

30 30 22,07

45 45 33,11

60 60 44,14

2.- Exprese las presiones en presiones absolutas (Torr).

Presión absoluta = Presión manométrica + Presión atmosférica

Altura(cm)

Presión(mmHg)

Presiónatmosférica

(mmHg)

Presiónabsoluta(mmHg)

-30 -22,07 752.92 730,85

-15 -11,04 752.92 741,88

0 0,00 752.92 752,92

15 11,04 752.92 763,96

30 22,07 752.92 774,99

45 33,11 752.92 786,03

60 44,14 752.92 797,06


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3.- Exprese las presiones del gas seco (Torr), calculada, restando de la anterior

la presión de vapor de agua. Indicar la fuente de información.

Altura(cm)

Presiónabsoluta(mmHg)

Presión de

vapor deagua a25°C

(mmHg)

Presión del gasseco (mmHg)

-30 730,85 23.776 707,07

-15 741,88 23.776 718,11

0 752,92 23.776 729,14

15 763,96 23.776 740,18

30 774,99 23.776 751,22

45 786,03 23.776 762,25

60 797,06 23.776 773,29

4.- Exprese el volumen de gas seco (ml), que es igual a las del gas húmedo.

Altura(cm)

Volumen de gas seco(cc)

-30 27,8

-15 27,4

0 27

15 26,7

30 26,3

45 25,9

60 25,5


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5. Calcule los valores del producto PV para el gas seco (mL.Torr) y las

desviaciones porcentuales respecto a la media.

ó = | | ×%

Altura(cm)

Presión del gasseco (mmHg)

Volumen de gasseco (ml)

PV (ml.Torr) Desv. Porcen.

-30 707,07 27,8 19656,61 0,29%

-15 718,11 27,4 19676,16 0,19%

0 729,14 27 19686,89 0,14%

15 740,18 26,7 19762,80 0,25%

30 751,22 26,3 19756,97 0,22%

45 762,25 25,9 19742,31 0,14%

60 773,29 25,5 19718,83 0,02%

6. Calcule el valor de Z para cada caso y las desviaciones con respecto a launidad.

Factor de Comprensibilidad: Z = PVnRT

Desviación =−

×%

M Aire = 28.9 g/mol

d Aire = 0.0013 g/cm3

V0 = 27 ml

mAire = V0 x dAire = 0,0351 g

n = M

= 0,001215 mol


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7. Hacer un gráfico (P vs V), mostrando con una “X” los puntos experimentales

de la curva. Hacer un comentario de la gráfica obtenida y su relación con la Ley

de Boyle.

Según la ley de Boyle: “A temperatura constante, el volumen de una masa fija de gases inversamente proporcional a la presión que este ejerce”. Matemáticamente se

puede expresar así:

De lo anterior podemos deducir que: cuando aumenta la presión, el volumen baja;

mientras que si la presión disminuye el volumen aumenta, siempre y cuando su

temperatura se mantenga constante. Este análisis concuerda con la gráfica obtenida;

25

25.5

26

26.5

27

27.5

28

700 710 720 730 740 750 760 770 780

V o l u m e n ( m

l )

Presión (mmHg)

P vs V

Altura(cm) PV (L.Torr) Z Desv. Porcen.

-30 19,657 0,870 14,89%

-15 19,676 0,871 14,77%

0 19,687 0,872 14,71%

15 19,763 0,875 14,27%

30 19,757 0,875 14,30%

45 19,742 0,915 9,33%

60 19,719 0,907 10,23%


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sin embargo, vemos que la gráfica no es muy cóncava; esto puede ser debido,

principalmente, a errores en la medición del volumen del gas.

8. Hacer un gráfico PV vs P y señalar la curva para la media.

: 19714,37 ml.Torr

9. Hacer un gráfico Z vs P y señalar la curva de idealidad.

ZPresión del gasseco (mmHg)

0.870 707.07

0.871 718.11

0.872 729.14

0.875 740.28

0.875 751.22

0.915 762.25

0.907 773.29


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10. Hacer un comentario acerca del comportamiento del gas utilizado para esta

experiencia.

En este experimento según nuestros datos recolectados y su posterior análisis a

través de cálculos y gráficas (P vs V), se pudo comprobar que el gas se comportó de

una manera similar a la de un gas ideal. Es decir se aproximó a cumplir la ley de

Boyle.

B) Proceso Isócoro:

1. Hallar las presiones del proceso, considerando que:

P0: Presión de los gases A y B secos, (752.95 Torr).

P A = PB : Presión de los gases secos a T ºC.

PT Ah = PTBh : Presión de los gases A y B húmedos a T ºC.

V A: Volumen inicial del gas A, (21.2 mL).

VB: Volumen inicial del gas B (Volumen del Balón), (125 mL).

PT A y PTB: Volumen de los gases A y B a T ºC.

VTB = VB + Cambio de volumen del gas A a T ºC.

PTBh = P A + Presión de vapor de agua a T ºC.

PTVBh: Presión del gas B húmedo en el balón a T ºC.

0.865

0.87

0.875

0.88

0.885

0.89

0.895

0.9

0.905

0.91

0.915

0.92

700 710 720 730 740 750 760 770 780

Z

P(mmHg)


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V

VVP P y

V

VP P

B

ABTBhTV

BT

A

A0T A

)(

Calculando para:

T= 28 ºC:

P28ºC A = (752.92 x 27.5) / 27.5 =752.92 Torr

P28ºCBh = (752.92 + 28.37) = 781.29 Torr

P28ºC VBh = 781.29 x (150 + (27.5-27.5))/150 = 781.29 Torr

T= 38 ºC:

P40ºC A = (752.92 x 27.5) / 26.2 =790.27 Torr

P40ºCBh = (790.27 + 55.39) = 845.66 Torr

P40ºC VBh = 845.66 x (150 + (26.2-27.5))/150 = 838.33 Torr

T= 48 ºC:

P52ºC A = (752.92 x 27.5) / 24.8 =834.89 Torr

P52ºCBh = (834.89 + 102.24) = 937.13 Torr

P52ºC VBh = 937.13 x (150 + (24.8-27.5))/150 = 920.26 Torr

T= 58 ºC:

P64ºC A = (752.92 x 27.5) / 24.5 =845.11 Torr

P64ºCBh = (845.11 + 179.59) = 1024.7 Torr

P64ºC VBh = 1024.7 x (150 + (24.5-27.5))/150 = 1004.20 Torr

T= 68 ºC:

P76ºC A = (752.92 x 27.5) / 24.2 =855.59 Torr

P76ºCBh = (855.59 + 301.82) = 1157.41 Torr

P76ºC VBh = 1157.41 x (150 + (24.2-27.5))/150 = 1131.94 Torr

T= 58 ºC:

P88ºC A = (752.92 x 27.5) / 23.6 =877.34 Torr

P88ºCBh = (877.34 + 487.67) = 1365.01 Torr


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P88ºC VBh = 1365.01 x (150 + (23.6-27.5))/150 = 1329.51 Torr

T= 68 ºC:

P100ºC A = (752.92 x 27.5) / 22.9 =904.16 Torr

P100ºCBh = (904.16 + 760) = 1664.16 Torr

P100ºC VBh = 1664.16 x (150 + (22.9-27.5))/150 = 1613.12 Torr

2. Elabore un cuadro con los datos y resultados obtenidos durante el

experimento.

3. Trazar la gráfica Pa vs Va

Temperatura(ºC) Presiones(Torr)

28 781.30

40 852.96

52 953.88

64 1044.95

76 1182.48

88 1399.95

100 1715.23

Volumen de

A

Presión de A

27.5 752.95

26.2 790.31011

24.8 834.9244

24.5 845.14796

24.2 855.625

23.6 877.37818

22.9 904.1976


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12. Calcular:

Coeficiente de expansividad térmica PARA UN GAS IDEAL:

= 1 ()

Pero PV=nRT, entonces V=nRT/P:

= 1 () =

1 (

) =

1

Coeficiente de compresibilidad isotérmica PARA UN GAS IDEAL:

= 1 ()

=

1

(

2 ) =

1

650

700

750

800

850

900

950

20 21 22 23 24 25 26 27 28

P r e s i ó n ( m m H g

)

Volumen(cc)


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5. Conclusiones

Como se vio al realizar la gráfica P vs V del experimento n°1 se concluye que

el gas que se tomó en cuenta, actúa de forma muy similar en lo que se vio en

la teoría de los gases ideales ya que cumple – casi al 100%, la Ley de Boyle,

que establece que la presión y el volumen varían en forma inversamente

proporcional (PV=k).

Asimismo en el experimento n°2 se cumple, también con gran cercanía, la Ley

de Boyle en intervalos de temperatura de 20-100°C.

Esto se puede deber a que se encuentran a presiones relativamente bajas, a

las cuales se comportan en cierta medida como gases ideales.

Sin embargo se nota también que no se cumple la Ley de Gay-Lussac, se

observa que mientras más se disminuyen la temperatura y la presión, los

puntos se van alejando de la curva PvsT.

6. Recomendaciones

En el proceso isócoro, después de llenar de agua la pera hasta el cuello y al

colocar el tubo capital, se debe evitar totalmente que este toque el agua, ya que

esta puede llegar al balón y mojarlo, situación que complicaría el desarrollo del

experimento.

Al momento de medir la altura a la cual se encuentra la pera, delegar a una

persona para que exclusivamente se encargue de mantener la regla inmóvil,

esto facilitara la medición de dichas alturas y lograra que el experimento se

desarrolle en un tiempo mucho menor.

Al tapar la bureta, se recomienda mojar el corcho para evitar en una gran

medida la fricción y que este pueda cubrir totalmente cualquier escape de aire.

Revisar muy bien los materiales proporcionados por el personal del laboratorio,

ya que pueden tener fallas no deseadas (en nuestro caso el balón estaba

mojado) que complican el desarrollo de los experimentos.


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7. Bibliografía

ESTUDIO DE LOS GASES IDEALES Y REALES, Guia de laboratorio. Área deCiencias Básicas, Sección de Física y Química. Facultad de IngenieríaIndustrial y de Sistemas de la Universidad Nacional de Ingeniería

informe fisicoquimica n° 01

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