TEMA: LEY DE BOYLE Y MAROTTE

INDICE

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I) Índice 1

II) Fundamento teórico2

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) cuestionario9

VI) Bibliografía13

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.

LEY DE BOYLE Y MARIOTTE Página 2

A presión constante, el volumen de un gas varía en forma directamente proporcional a la temperatura si la masa del gas se mantiene constante.

V1 V2 V3

T1 T2 T3

1.4. 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

V1 V2

n1 n2

II PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

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1. P1×V1 = P2×V2

2. P1×V1 = P2×V2

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.

LEY DE BOYLE Y MARIOTTE Página 4

AUMENTA LA PRESIÓN

BAJA LAPRESIÓN

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 – VΔ

P1 = Patm + h1

1.

VInicial = VBureta – 10 ml + VMuerto

VInicial = 50 ml – 10 ml + 5, 2 ml

VInicial = 45, 2 ml

V1 = VInicial – VΔ

V1 = 45, 2 ml – 0, 6 ml

V1 = 44, 6 ml

K1 = V1 × P1

K1 = 33853, 184

2.

LEY DE BOYLE Y MARIOTTE Página 5

P1 = Patm + h1

P1 = 750mmHg + 9, 04 mmHg

P1 = 759, 04 mmHg

h1 = 12, 3 cm H2O

73, 5 mmHg 100cm H2O

h1 mmHg 12, 3 cm H2O

h1 = 9, 04 mmHg

h1 = 21, 9 cm H2O

73, 5 mmHg 100cm H2O

h1 mmHg 21, 9 cm H2O

h1 = 16, 09 mmHg

VInicial = 45, 2 ml

V1 = VInicial – VΔ

V1 = 45, 2 ml – 1, 1 ml

V1 = 44, 1 ml

K1 = V1 × P1

K1 = 33784, 569

3.

VInicial = 45, 2 ml

V1 = VInicial – VΔ

V1 = 45, 2 ml – 1,9 ml

V1 = 43, 3 ml

K1 = V1 × P1

K1 = 33509, 437

Ensayo 2

LEY DE BOYLE Y MARIOTTE Página 6

h1 = 21, 9 cm H2O

73, 5 mmHg 100cm H2O

h1 mmHg 21, 9 cm H2O

h1 = 16, 09 mmHg

P1 = Patm + h1

P1 = 750mmHg + 16, 09 mmHg

P1 = 766, 09 mmHg

h1 = 32, 5 cm H2O

73, 5 mmHg 100cm H2O

h1 mmHg 32, 5 cm H2O

h1 = 23, 89 mmHg

P1 = Patm + h1

P1 = 750mmHg + 23, 89 mmHg

P1 = 773, 89 mmHg

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 + VΔ

P2 = Patm – h2

1.

VInicial = VBureta – 10 ml + VMuerto

VInicial = 50 ml – 10 ml + 5, 2 ml

VInicial = 45, 2 ml

V2 = VInicial + VΔ

V2 = 45, 2 ml + 0,5 ml

V2 = 45, 7 ml

K2 = V2 × P2

K2 = 33888, 835

2.

LEY DE BOYLE Y MARIOTTE Página 7

h2= 32, 5 cm H2O

73, 5 mmHg 100cm H2O

h2 mmHg 11, 5 cm H2O

h2 = 8, 45 mmHg

P2 = Patm – h2

P2 = 750mmHg – 8, 45 mmHg

P2 = 741, 55 mmHg

h2= 22, 4 cm H2O

73, 5 mmHg 100cm H2O

h2 mmHg 22, 4 cm H2O

h2 = 16, 464 mmHg

V2 = VInicial + VΔ

V2 = 45, 2 ml + 0,9 ml

V2 = 46, 1 ml

K2 = V2 × P2

K2 = 33816, 0096

3.

V2 = VInicial + VΔ

V2 = 45, 2 ml + 1, 4 ml

V2 = 46, 6 ml

K2 = V2 × P2

K2 = 33823, 1421

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P2 = Patm – h2

P2 = 750mmHg – 16, 464 mmHg

P2 = 733, 536 mmHg

h2= 32, 9 cm H2O

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

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

758 760 762 764 766 768 770 772 774 77642

42.5

43

43.5

44

44.5

45

45.5

P(mmHg)

V(m

L)

P vs 1/V ENSAYO 1

758 760 762 764 766 768 770 772 774 7760.0216

0.0218

0.022

0.0222

0.0224

0.0226

0.0228

0.023

0.0232

P (mmHg)

1/V

( mL)

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P vs V ENSAYO 2

724 726 728 730 732 734 736 738 740 742 74445.2

45.4

45.6

45.8

46

46.2

46.4

46.6

46.8

P (mmHg)

V (m

L)

P vs 1/V ENSAYO 2

724 726 728 730 732 734 736 738 740 742 7440.0212

0.0213

0.0214

0.0215

0.0216

0.0217

0.0218

0.0219

0.022

P (mmHg)

1/V

( mL)

3.2. En la demostración de la ley de Boyle se obtuvieron los siguientes datos:

LEY DE BOYLE Y MARIOTTE Página 10

VBureta = 50 ml

VMuerto = 2, 5 ml

Patm = 752 mmHg

Al subir la pera de decantación:

h = 30 cm de agua

V = 1,5 ml sobre el nivel 10, en la bureta Δ

Calcular el valor de: K = V × P

VInicial = VBureta – 10 ml + VMuerto

VInicial = 50 ml – 10 ml + 2, 5 ml

VInicial = 42, 5 ml

V = VInicial – VΔ

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:

LEY DE BOYLE Y MARIOTTE Página 11

P = Patm + h

P = 752 mmHg + 22, 05 mmHg

P = 774, 05 mmHg

h = 30 cm H2O

73, 5 mmHg 100cm H2O

h mmHg 30 cm H2O

h = 22, 05 mmHg

Volumen del aire de la bureta= 25 ml

Patm = 753 mmHg

Al subir la pera de bromo

h = 20 cm de agua

V = 1 mlΔ

Calcular: K =P × V

VInicial = VBureta

VInicial = 25 ml

V = VInicial – VΔ

V = 25 ml – 1 ml

V = 24 ml

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

LEY DE BOYLE Y MARIOTTE Página 12

P = Patm + h

P = 753 mmHg + 14, 7 mmHg

P = 767, 7 mmHg

h = 20 cm H2O

73, 5 mmHg 100cm H2O

h mmHg 20 cm H2O

h = 14, 7 mmHg

P = Patm + h

h = 2, 8 cm H2O

73, 5 mmHg 100cm H2O

h mmHg 2, 8 cm H2O

h = 2, 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

LEY DE BOYLE Y MARIOTTE Página 13

P = Patm + h