1. Derivación de la ley de los gases ideales

Seleccionar los gases ideales y escoger el gas ideal N°2. (Figura 9)

Ingresar a la cámara y abrir la libreta (Lab Book). (Figura 10)

Ingresar a la cámara e igualar las medidas a: temperatura de 201°K y una presión inicial de. (El volumen y número de moles ya viene definido con 2.445L y 0.1moles respectivamente).

Bajar la presión desde 1.0 atmosferas en pasos de 0.1 atmósfera hasta 0.4 atmósferas. (Figura 11)

Regresar a la cabina y empezar a gravar.

Aplastar la tecla Stop para detener la recolección de los datos.

Dar un clic en el link del gas para ingresar a los datos arrojados. (Figura 12)

CUESTIONARIO

1.- ¿A qué conclusión puede usted llegar sobre el efecto de la presión sobre el volumen? Escriba una relación matemática empleando el símbolo de proporcionalidad (α).

Podemos concluir que el volumen es inversamente proporcional a la presión que se ejerce sobre el recipiente del gas.

Presiónα1

volumen

Esto significa que mientras más grande sea la presión más pequeño será el volumen que ocupe el gas y viceversa.

2.- Use este mismo experimento para describir la relación entre la temperatura (T ) y el volumen aumentando y reduciendo la temperatura.

¿A qué conclusión puede llegar sobre el efecto de la temperatura en el volumen? Escriba una relación matemática empleando el símbolo de proporcionalidad (α).

Podemos concluir que la temperatura aplicada es directamente proporcional al volumen del recipiente.

Temperaturaα volumen

Visualizamos que al aumentar el valor de la temperatura aumenta también el volumen del contenedor del gas y viceversa.

3.- Use este mismo experimento para describir la relación entre los moles de un gas y su volumen aumentando y reduciendo el número de moles.

¿A qué conclusión puede llegar sobre el efecto de los moles en el volumen? Escriba una relación matemática empleando el símbolo de proporcionalidad (α).

Podemos concluir que el número de moles dentro de un recipiente es directamente proporcional al volumen de dicho contenedor.

Numerodemoles α volumen

Esto significa que al aumentar el valor del número de moles aumenta también el volumen del contenedor del gas y viceversa.

4.- Como el volumen es inversamente proporcional a la presión y directamente proporcional a la temperatura y los moles, podemos combinar estas tres relaciones en una sola proporcionalidad

mostrando cómo V es proporcional a 1P

, T y n.

Escriba una proporcionalidad combinada para mostrar la relación entre el volumen y la presión, la temperatura y los moles.

V αn .TP

5.- Este relación proporcional puede transformarse en ecuación matemática insertando una constante de proporcionalidad (R) en el numerador de lado derecho.

Escriba esta ecuación matemática y reordene dejando P del lado izquierdo junto con V .

V=n . R .TP

Donde R es la constate universal de los gases.

Reordenando la ecuación matemática tendríamos:

V .P=n .R .T

6.- Esta ecuación recibe el nombre de Ley de los Gases Ideales.Empleando los datos para volumen, temperatura, presión y moles de uno de los experimentos con gases, calcule el valor deR con unidades de L .atm. K−1 .mol−1. (Muestre todos sus cálculos y redondee con tres dígitos significativos).

Temperatura: 298 °KVolumen: 3,056623 LPresión: 0,8 atmmoles: 0,1moles

V .P=n .R .T

R=V .Pn .T

R=(3,056623 L ) (0,8atm )

(0,1moles) (298 ° K )

R=0,082056( L .atmmoles . ° K

)

7.- Empleando la conversión entre atmosferas y mmHg (1atm=760mmHg), calcule el valor de R con unidades de L .mmHg . K−1 .mol−1 . (Muestre todos los cálculos y redondee a tres dígitos significativos)

0 ,8atm∗760mmHg

1atm=608mmHg

R=(3,056623 L ) (608mmHg )

(0,1moles ) (298 ° K )

R=62,36331( L.mmHgmoles . ° K

)

8.- Empleando la conversión entre atmosferas y KPa (1atm=101,3KPa), calcule el valor de R con unidades de L .KPa .K−1 .mol−1. . (Muestre todos los cálculos y redondee a tres dígitos significativos).

0 ,8atm∗101,3KPa

1atm=81,04KPa

R=(3,056623 L ) (81,04KPa )

(0,1moles ) (298 ° K )

R=8,31237( L .KPamoles .° K

)

CONCLUSIONES:

La transformación de unidades de R nos permite trabajar en varios sistemas de medida no solo con el internacional.

Las relaciones matemáticas entre los diferentes parámetros en los que se desenvuelven los gases nos permiten cuantificar de mejor manera las magnitudes.

2.- Ley de Dalton de las presiones parciales.

Seleccionar los gases ideales y escoger el gas ideal N°3, N°5 y N°7 e ingresarlos al globo con cuidado evitando que se reviente. (Figura 13)

Ingresar a la cámara y poner las unidades de medida en unidades básicas tales como: temperatura en °K, presión en atm, volumen en L y moles en número de moles.

Ingresar a la cámara y abrir la libreta (Lab Book). (Figura 14)

Regresar a la cabina y empezar a gravar.

Aplastar la tecla Stop para detener la recolección de los datos.

Dar un clic en el link del gas para ingresar a los datos arrojados. (Figura 15)

CUESTIONARIO

1.- Obtener los datos de moles y presión parcial para cada gas involucrado en el experimento.

2.- Empleando la información de la tabla de datos, determine la presión tota en el globo

Pt=PN ° 1+PN °2+PN °3

Pt=0,313+4,421+0,253

Pt=0,987atm

3.- Compare la respuesta de la pregunta N° 5 y la presión tota en el medidor.

El valor de la presión calculada es: 0,987

EL valor de la presión medida del instrumento es: 0,987

La presión medida y la calculada tienen el mismo valor y si establecemos una relación matemáticamente esta relación sería 1 : 1.

4.- Escriba ambas presiones a continuación y escriba una ecuación matemática para representar lo que aprendió acerca de la ley de Dalton.

Calculada: 0.987

Medida: 0.987

∑ Pi=Pt La suma de todas las presiones parciales de cada gas es igual a la presión total.

PN °1+PN °2+PN ° 3=Pt En este caso el margen de error entre el valor medido y el valor calculado es nulo es decir 0%.

5.- Otra manera de expresar la ley de Dalton de las presiones parciales es con la expresión

Pi=X iPTotal donde Pi es la presión parcial del gas i, X i es la fracción molar de ese gas en la

Número del gas Ideal moles (n) Presión Parcial (Pi)en atmGas Ideal N° 3 0,08 0,313Gas Ideal N° 5 0,108 0,421Gas Ideal N° 7 0,065 0,253

mezcla de gases, y PTotal es la presión total.

Verifique que esta relación sea válida usando los datos recopilados y anote sus resultados en la

siguiente tabla.

Número del gas Ideal X i Pi(Calculado) Pi (Medido)Gas Ideal N° 3 0,317122594 0,313 0,313Gas Ideal N° 5 0,426545086 0,421 0,421Gas Ideal N° 7 0,25633232 0,253 0,253

Cálculos:

Pi=X iPTotalP i=X i PTotal Pi=X i PTotal

X i=P iPTotal

X i=PiPTotal

X i=PiPTotal

X N °1=0,3130,987

X N °2=0,4210,987

X N °3=0,2530,987

X N °1=0,3171 XN ° 2=0,4265 X N °3=0,2563

Conclusiones:

La presión total de una mezcla de gases en un recipiente es igual a la suma de sus

presiones parciales, las cuales se las mide considerando que el gas ocupa todo el volumen

del recipiente.

La fracción molar nos permite relacionar la Ley de Dalton con la Ley de gases ideales y así

desarrollar una amplia gama de ecuaciones matemáticas que nos ayudan a calcular los

demás parámetros que intervienen en la mezcla de gases.