Las Leyes de Gas – Grado 10-12 Creado por: Laura Verastequi, Noviembre 2007 Traducido por Stefany Andujo
Resumen de plan de lección: En esta lección, los estudiantes aprenderán sobre el comportamiento de los diferentes gases mediante la realización de dos experimentos. En el primer experimento, usaran globos para analizar los efectos de la temperatura de gases, y en el segundo experimento medirán la cantidad gas dióxido de carbono que emite cuando reacciona el bicarbonato de soda con vinagre. Al final de esta lección, los estudiantes serán capaces de identificar y explicar las leyes de la química, incluyendo la ley de Charles, la ley de Boyles, la ley de Avogadros, y la ley universal del gas. Objetivos: El estudiante conoce las variables que influyen en el comportamiento de los gases. Se espera que el estudiante: Describir las interrelaciones entre temperatura, número de partículas, presión, volumen de gases contenidos en un sistema cerrado. TEKS §112.45. Química (7) (A) •
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Ilustrar los datos contenidos de las investigaciones con los gases en un sistema cerrado y determinar si los datos están en consonancia con la ley universa del gas. TEKS §112.45. Química (7) (B)
Introducción: 1. Empezar la clase preguntándoles a los estudiantes si alguna vez han recibido un globo de helio para sus cumpleaños. Después que los estudiantes han respondido, pregúntales si vieron unos cambios en los globos. ¿Hubo cambio en el nivel de la inflación del globo? ¿Pueden recordar cualquier cosa que parece afectar el globo, tal como la temperatura o la edad del globo? 2. Escribir la ley de Charles en el pizarrón o en el retroproyector y pedir les a los estudiantes copiar lo. Dar la ecuación que relaciona el volumen con la temperatura de un gas. Resumir la ley en las siguientes: como la temperatura aumenta, aumenta el volumen (como en un globo). Como la temperatura disminuye el volumen disminuye porque el volumen y la temperatura son directamente proporcionales. Discutir como esto se relaciona con globos de helio. 3. Preguntarle a los estudiantes que pasa cuando empujan un globo. ¿se amplía o se contrata? 4. Escribir la ley de Boyles en el pizarrón o en el retroproyector y pedir les a los estudiantes copiar lo. Dar la ecuación que relaciona el volumen con la presión de gas. Explicar que, una temperatura constante como la presión aumenta el volumen disminuye el volumen aumenta. Presión y el volumen son directamente proporcionales. 5. Preguntar les a los estudiantes que pasa cuando inflan un globo con mucho mucho o muy poco aire. Dejar los estudiantes contestar y explicar el volumen do los globos dependiendo en el número de moléculas de aire que se le añade. 6. Escribir la ley de Avogadro en el pizarrón y en el retroproyector y pedir les a los estudiantes copiar lo. Dar la ecuación que relación el número de mol con el volumen. 7. Escribir la ley universal del gas en el pizarrón y pedir les a los estudiantes copiar lo. Dar la ecuación y los valores constantes.
8. Pedir les a los estudiantes que resuman las propiedades de gases para no revisar el comportamiento de gas y llevar la clase a explicar cómo se comportan los gases a diferentes temperaturas y presiones de gas mediante la aplicación de las leyes.
Demostraciones de Laboratorios: Aplicando las leyes de Gases Primero Experimento: Ley de Charles Objetivo Analizar el comportamiento del gas a diferentes temperaturas. Materiales 2 globos de goma que sean del mismo tamaño pero en diferentes colores ( azul y rojo) cinta de medidas 2 vasos de precipitados agua caliente hielos termómetro Procedimiento 1. Inflar los globos para que sean lo más cerca posible del mismo tamaño como sea posible. 2. Medir la circunferencia de cada uno de los globos y apuntar los valores. /3. 3. Suponiendo que el globo es una esfera, calcular el volumen de cada globo.(4 /3. 4. Registrar el volumen de valores. 5. Colocar el globo rojo dentro de un vaso con agua caliente. ( 80-90°C) 6. Utilizar el termómetro para tomar la temperatura del agua y grabarlo. 7. Colocar el globo azul adentro de un vaso con hielo y agua fría. (4-10°C) 8. Utilizar el termómetro para tomar la temperatura del agua y grabarlo. 9. Dejar los globos en los vasos por media hora. 10. Eliminar cada globo y medir sus circunferencias de cada globo. Calcular los volúmenes de los globos. 11. Anotar la diferencia en los valores. 12. Usar la formula de la ley de Charles para calcular el volumen de cada globo y comparar los valores teóricos con los valores de laboratorio. 13. Dar conclusiones. •
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Segundo experimento: Ley de Avogadro Objetivo Analizar la cantidad de gas dióxido de carbono emite cuando reacciona el bicarbonato de soda con vinagre. Materiales 4 globos de goma Cinta de medida Pipeta ( de plástico o de medicina cuentagotas) Vinagre Bicarbonato de soda Balanza mecánica • • • • • •
Procedimiento 1. Etiqueta cada globo con los números números 1, 2,3 y 4 respectivamente. 2. Medir 1 gramo de bicarbonato de soda y agregarlo al globo numero 1. 3. Medir 2 gramos de bicarbonato de soda y agregarlo al globo numero 2. 4. Medir 3 gramos de bicarbonato de soda y agregarlo al globo numero 3. 5. Medir 4 gramos de bicarbonato de soda y agregarlo al globo numero 4. 6. Usando la pipeta o el cuentagotas, y agregarle 5 ml de vinagre a cada globo. 7. Inmediatamente después de agregar el vinagre, de cada globo. 8. Agitar los globos. 9. Medir la circunferencia de cada uno de los globos. 10. Calcular el volumen de los valores de cada globo y anotar todos los valores. 11. Hacer una grafica sobre los globos su volumen con el número de gramos. 12. Calcular la masa de CO2 y el número de mol en cada globo. 13. Usando la formula de Avogadros, calcula el volumen de cada globo y comparar los valores teóricos con los valores de laboratorio. 14. Dar conclusiones.
Valoración Utilizar los siguientes términos para construir un mapa conceptual que organiza las leyes de gas: Ley de Boyles, Ley de Charles, Ley de Avogadros, presión, volumen, temperatura y la cantidad de mols. Hacer una pancarta que demuestra las leyes de gas con sus ecuaciones, variables implicada y dar un ejemplo para cada una.( sugiere les a los estudiantes que usan fotos del laboratorio). •
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