Universidad Politécnica de Sinaloa
Ingeniería en Biotecnología

Practica 1:
Leyes de los gases

Introducción
Las variables de presión, temperatura y cantidad de materia juegan un papel importante en el comportamiento de los gases y en el cambio de la materia a los diferentes estados de fases (solido, líquido y gaseoso). Por lo que, en el siguiente experimento toman importancia para analizar y explicar las leyes de los gases (Boyle, Charles, Gay-Lussac y gases ideales).
Ley de Boyle
El volumen es inversamente proporcional a la presión.
V1P1 = V2P2
Ley de Charles
El volumen es directamente proporcional a la temperatura, cuando la cantidad de materia y la presión permanecen constantes.
V1/T1 = V2/T2
Ley de Gay-Lussac
La temperatura es directamente proporcional a la presión, cuando el volumen y la cantidad de materia permanecen constantes.

T1/P1 = T2/P2
Ley de Avogadro
La cantidad de materia es directamente proporcional al volumen cuando la presión y la temperatura permanecen constante.
n1/V1 = n2/V2
Ley combinada de los gases
P1V1/n1T1 = P2V2/n2T2
Ley de los gases ideales
PV =nRT
R= 0.082 Latm/molK = 8.314 KPa/molK = 8.314 J/molK

Objetivos:
1. Comprobar elfundamento de las leyes de los gases
2. Identificar que leyes son las que se estan comprobando
Materiales y Métodos:
-Balanza granataria
-Lata de refresco
-Mechero
-Malla de asbesto
-Caja de cerillos
-Vaso de precipitado 150 mL
-Cinta adhesiva
-Un trapo
-Picahielo
-Termometro
-Pipeta de 5 mL

Procedimiento
* Tomar una lata de refresco, hacerle un agujero por una de las paredes de la lata y vaciarla.
* Agregarle por el orificio una pequeña cantidad de agua (1/4 de vaso).
* Colocar la lata en una estufa con el orificio hacia arriba, calentarla hasta que comience a salir un gas por el orificio.
* Utilizar un trapo para agarrar la lata y tapar el orificio con cinta adhesiva, y con un trapo y mucho cuidado para no quemarse retirar la lata del fuego y dejarla enfriar.
Resultados y discusiones

Resultados | Discusiones |
Se realizó el procedimiento indicado en la practica al poner la lata al fuego, esta después de un momento comenzó a desprender un vapor, al tapar la lata, esta comenzó a succionarse y deformarse. | Cuando se le agrego el agua a la lata y se puso a calentar, de esta agua se desprendió una gran cantidad de cantidad de vapor de agua y esta vapor de agua ocupo casi todo el espacio de la lata, desplazando al aire que dicha lata tenía en su interior. Al taparla, dentro de la lata no queda nada de aire, pero dentro de la lata la presión interior, sigue siendo la misma a la presiónexterior. Cuando se enfría la lata el vapor de agua tendera a condensarse, formandose dentro de la lata, de tal forma que el espacio que ocupaba el vapor dentro de la lata queda vacío y ya no hay gas que ejerce presión dentro de la lata (la presión disminuye). Dentro de la lata el vacio que se formo en los espacios donde se encontraba el vapor de hace que la lata comience a succionarse ya que la presión disminuyo. |

Actividad complementaria

1. ¿Qué leyes de los gases son las que se cumplen? Demuéstrelo matematicamente.
En esta practica se pusieron a prueba la ley de Charles y la ley de Gay-Lussac.
Ley de Gay-Lussac T1/P1 = T2/P2
Un ejemplo podría ser, si la temperatura ambiente era de 25°C y la presión de 1 atm, al aumentarle la temperatura con el mechero la temperatura subió a 100°C (por decirlo así), a)¿cual es la presión ahora? Y en caso contrario, cuando la lata comenzó a enfriarse y llego a una temperatura de 35°C b)¿Cual era su presión entonces?
P2 = P1T2/T1
a) P2 = (1atm 373.15 K) / (298.15 K) = 1.25 atm
b) P2 = (1.25atm)(308.15 K) / (373.15 K) = 1.03 atm
Ley de Charles. V1/T1 = V2/T2
Ejemplo: El vapor de agua en la lata al estar a 100°C ocupaba un volumen de 300 mL, al bajar esta temperatura a 35°C la lata se succiono, ¿Cual era el volumen del agua al disminuir la temperatura?
V2 = V1T2/T1
V2 = (300mL) (308.15 K) / (373.15 K) = 247.7 mL
Con esto se demuestran la ley deCharles y de Gay-Lussac.

2. Explicar teóricamente que sucede con los cambios de temperatura.
Lo que paso con la temperatura es que la lata al ser un cuerpo mas frio que el fuego desprendido por el mechero, esta recibió su calor, por lo que aumento la temperatura. En el caso contrario, cuando se apago el mechero, y al ser la lata un objeto mas caliente que la temperatura ambiente, esta fue desprendiendo calor al ambiente hasta llegar a un balance entre sus temperaturas.
CONCLUSIONES
•Al calentar la lata con el agua se desprende calor y este ocupa todo el espacio •en el interior de la lata y desplaza el aire que contenía esta.
•La presión interior (lata) respecto a la exterior (ambiente) sigue siendo la misma.
•Al enfriarse la Lata el vapor se condensa i vuelve a ser líquido.
•Se forma un vacío dentro de la lata por la presión que se ejercía ya no se tiene.
•Debido al vacío que se tiene dentro de la lata se comienza a succionar la lata por que la presión bajo dentro de esta.
•Nos queda claro que aquí se cumplen las leyes de los gases de Charles y Gay-Lussac.
BIBLIOGRAFIA
Pearson, Año 1996, Fisicoquímica, 2Edicion, Editorial Reverte, pp.226.
Ball David, Año 2004, Fisicoquímica, 1ra Edición, Editorial Alhambra, pp.672.
Levine, Año 2004, Fisicoquímica Volumen I, 1ra Edición, Editorial Reverte, pp.312.