TEMA:
LEY DE BOYLE Y MAROTTE
INDICE Pagina I) Índice
1
II) Fundamento teórico
2
III) Procedimiento Experimental
4
4.1) Materiales y reactivos
4
4.2) Experiencia N°1
4
4.3) Experiencia N°2
7
IV) Conclusiones
9
V) cuestionario
9
VI) Bibliografía
13
LEY DE BOYLE Y MARIOTTE
Página 1
I FUNDAMENTOS TEÓRICOS
1.1.
LEY DE BOYLE:
En forma experimental, Robert Boyle (1662) encontró que el volumen de un gas encerrado disminuye conforme la presión aumenta si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes.
El volumen de un gas varía en forma inversamente proporcional a la presión, si se mantiene constante la temperatura y la masa del gas. P1V1 = P2V2 = P3V3 = K
1.2.
MEDIDA DE LA PRESIÓN: Para medir la presión de un gas se hace uso del manómetro (tubo en forma de U)
1.3.
LEY DE CHARLES:
Charles (1787) comparó los cambios de volumen de un gas con los cambios de temperatura en escala absoluta.
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A presión constante, el volumen de un gas varía en forma directamente proporcional a la temperatura si la masa del gas se mantiene constante.
1.4.
V1
V2
V3
T1
T2
T3
LEY DE GAY- LUSSAC:
Joseph Gay- Lussac investigó entre la presión y la temperatura de los gases. La presión de un gas varía en forma directamente proporcional a la temperatura si el volumen y la masa del gas permanecen constantes.
1.5.
TEMPERATURA Y PRESIÓN NORMALES:
El volumen de un gas depende de la presión y la temperatura, las condiciones estándar (TPE) de un gas son: P = 1 atm = 760 mmHg T = 0 °C = 273 K Estos valores se conocen también como: Condiciones Normales (C.N.)
1.6.
LEY DE AVOGADRO:
En las anteriores correlaciones de los gases siempre se mantuvo constante la masa del gas. Según la Hipótesis de Avogadro: A volúmenes iguales de gases a la misma presión y temperatura mantienen igual número de moléculas. Ley de Avogadro El volumen de un gas a temperatura y presión constante es proporcional al número de moles de gas. V = Kn
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V1
V2
n1
n2
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II PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1. P1×V1 = P2×V2 AUMENTA LA PRESIÓN
2. P1×V1 = P2×V2
BAJA LAPRESIÓN
3. P1×V1 = P2×V2
1. K1 = K2 2. K1 = K2 3. K1 = K2
Ensayo 1 a) Agregar agua en la bureta, sólo a la zona no graduada y luego trasvasar el agua a una probeta y medir el volumen muerto de la bureta VMuerto = 5, 2 ml
b) Una vez armado el equipo, agregar agua en la pera hasta que llegue a nivel de 15 ml en la bureta.
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c) Abra la llave de la bureta y baje la pera, hasta que el nivel del agua en la bureta sea de 10 ml y coincida con el nivel de agua de la pera. Cierre la llave de la bureta. d) Tomamos 3 puntos de referencia hacia arriba de 11 cm cada uno, para subir la pera. VBureta = 50 ml VInicial = VBureta – 10 ml + VMuerto V1 = VInicial – ΔV P1 = Patm + h1
1.
h1 = 12, 3 cm H2O
VInicial = VBureta – 10 ml + VMuerto VInicial = 50 ml – 10 ml + 5, 2 ml VInicial = 45, 2 ml
73, 5 mmHg
100cm H2O
h1 mmHg
12, 3 cm H2O
h1 = 9, 04 mmHg
V1 = VInicial – ΔV
P1 = Patm + h1
V1 = 45, 2 ml – 0, 6 ml
P1 = 750mmHg + 9, 04 mmHg
V1 = 44, 6 ml
P1 = 759, 04 mmHg
K1 = V1 × P1 K1 = 33853, 184
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2. h1 = 21, 9 cm H2O
VInicial = 45, 2 ml V1 = VInicial – ΔV
73, 5 mmHg
100cm H2O
h1 mmHg
21, 9 cm H2O
V1 = 45, 2 ml – 1, 1 ml
h1 = 16, 09 mmHg
V1 = 44, 1 ml
P1 = Patm + h1 P1 = 750mmHg + 16, 09 mmHg P1 = 766, 09 mmHg
K1 = V1 × P1 K1 = 33784, 569
3. h1 = 32, 5 cm H 2O
VInicial = 45, 2 ml V1 = VInicial – ΔV V1 = 45, 2 ml – 1,9 ml
73, 5 mmHg
100cm H2O
h1 mmHg
32, 5 cm H2O
h1 = 23, 89 mmHg
V1 = 43, 3 ml
P1 = Patm + h1 P1 = 750mmHg + 23, 89 mmHg P1 = 773, 89 mmHg K1 = V1 × P1 K1 = 33509, 437
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Ensayo 2 a) Tomando el caso anterior. Abra la llave de la bureta y baje la pera, hasta que el nivel del agua en la bureta sea de 10 ml y coincida con el nivel de agua de la pera. b) Tomamos 3 puntos de referencia hacia abajo de 11 cm cada uno, para bajar la pera.
VBureta = 50 ml
VInicial = VBureta – 10 ml + VMuerto V2 = VInicial + ΔV P2 = Patm – h2
1. h2= 32, 5 cm H 2O
VInicial = VBureta – 10 ml + VMuerto VInicial = 50 ml – 10 ml + 5, 2 ml VInicial = 45, 2 ml
73, 5 mmHg
100cm H2O
h2 mmHg
11, 5 cm H2O
h2 = 8, 45 mmHg V2 = VInicial + ΔV
P2 = Patm – h2
V2 = 45, 2 ml + 0,5 ml
P2 = 750mmHg – 8, 45 mmHg
V2 = 45, 7 ml
P2 = 741, 55 mmHg
K2 = V2 × P2 K2 = 33888, 835
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2.
h2= 22, 4 cm H2O
V2 = VInicial + ΔV V2 = 45, 2 ml + 0,9 ml V2 = 46, 1 ml
73, 5 mmHg
100cm H2O
h2 mmHg
22, 4 cm H2O
h2 = 16, 464 mmHg P2 = Patm – h2 P2 = 750mmHg – 16, 464 mmHg P2 = 733, 536 mmHg
K2 = V2 × P2 K2 = 33816, 0096
3.
h2= 32, 9 cm H2O
V2 = VInicial + ΔV V2 = 45, 2 ml + 1, 4 ml V2 = 46, 6 ml
73, 5 mmHg
100cm H2O
h2 mmHg
32, 9 cm H2O
h2 = 24, 1815 mmHg P2 = Patm – h2 P2 = 750mmHg – 24, 1815 mmHg P2 = 725, 8185 mmHg
K2 = V2 × P2 K2 = 33823, 1421
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III CUESTIONARIO 3.1.
Con los datos de presión y volumen obtenidos hacer un gráfico de P vs V y P vs
1/V en papel milimetrado e indique cuál de ellos presenta mayor ventaja.
P vs V ENSAYO 1 45.2 45 44.8 44.6 44.4
) L m44.2 ( V
44
43.8 43.6 43.4 43.2 758
760
762
764
766
768
770
772
774
P(mmHg)
P vs 1/V ENSAYO 1
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776
0.0232 0.0231 0.023 0.0229 0.0228
) L m0.0227 ( V / 0.0226 1
0.0225 0.0224 0.0223 0.0222 0.0221 758
760
762
764
766
768
770
772
774
776
P (mmHg)
P vs V ENSAYO 2 46.7 46.6 46.5 46.4 46.3 ) L 46.2 m ( V46.1
46 45.9 45.8 45.7 45.6 724
726
728
730
732
734
736
738
740
742
P (mmHg)
P vs 1/V ENSAYO 2
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744
0.02195 0.0219 0.02185 0.0218 0.02175
) L m 0.0217 ( V / 0.02165 1
0.0216
0.02155 0.0215 0.02145 0.0214 724
726
728
730
732
734
736
738
740
742
P (mmHg)
3.2.
En la demostración de la ley de Boyle se obtuvieron los siguientes datos:
VBureta = 50 ml VMuerto = 2, 5 ml Patm = 752 mmHg Al subir la pera de decantación: h = 30 cm de agua ΔV = 1,5 ml sobre el nivel 10, en la bureta
Calcular el valor de: K = V × P
h = 30 cm H2O VInicial = VBureta – 10 ml + VMuerto VInicial = 50 ml – 10 ml + 2, 5 ml VInicial = 42, 5 ml
73, 5 mmHg
100cm H2O
h mmHg
30 cm H2O
h = 22, 05 mmHg
V = VInicial – ΔV
P = Patm + h
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P = 752 mmHg + 22, 05 mmHg Página 11 P = 774, 05 mmHg
744
V = 42, 5 ml – 1, 5 ml V = 41 ml
K = V×P K = 41 × 774, 05 K = 31736, 05
3.3.
En la demostración de la ley de Boyle se obtuvieron los siguientes datos:
Volumen del aire de la bureta= 25 ml
Patm = 753 mmHg Al subir la pera de bromo h = 20 cm de agua ΔV = 1 ml
Calcular: K =P × V
h = 20 cm H2O VInicial = VBureta
73, 5 mmHg
100cm H2O
VInicial = 25 ml
h mmHg
20 cm H2O
h = 14, 7 mmHg V = VInicial – ΔV
P = Patm + h
V = 25 ml – 1 ml
P = 753 mmHg + 14, 7 mmHg
V = 24 ml
P = 767, 7 mmHg
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K = V×P K = 24 × 767, 7 K = 18424, 8 3.4. a. ¿Es necesario conocer la presión atmosférica, para usar un manómetro abierto? Si porque hay una superficie expuesta al ambiente y sobre esta actúa la presión atmosférica.
b. De acuerdo al gráfico, calcule la presión del gas en mmHg
h = 2, 8 cm H 2O 73, 5 mmHg
100cm H2O
h mmHg
2, 8 cm H2O
h = 2, 058 mmHg
P = Patm + h P = 751 mmHg + 2, 058 mmHg P = 753, 058 mmHg
BIBLIOGRAFÍA.
-HERRERA, Severiano V. Química I. Grupo educativo Norma. Lima Perú, 2006.
- http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Boyle-Mariotte -Química Raymond Chang 4ª edición Mc Graw Hill México D.F. Red Latinoamericana de Química http://chem.cinvestav.mx
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