Experimento 1 BOLYLE

Experimento 1 BOLYLE

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Experimento 1: hinchando globos a presión constante en este experimento vamos a demostrar la ley de Charles, para ello necesitaremos un tubo de ensayo, un soporte, un mechero de alcohol y un globo.

1. En primer lugar colocaremos el tubo de ensayo en el soporte y justo debajo el mechero de alcohol (todavía no le encendemos) 2. A continuación tendremos que echar un poco de agua en el tubo de ensayos (Únicamente es para que no se rompa este al calentarlo) y posteriormente colocar el globo en la boca del tubo de ensallos, encendemos el mechero y…

Podremos ver que el globo se está hinchando lentamente, esto tiene una explicación muy lógica: El aire del interior del conjunto Tubo-globo se mantiene con la misma presión en todo el experimento, sin embargo, al aumentar la temperatura del gas, las partículas de este se van separando y acelerando, provocando así un aumento del volumen del gas.

Experimento 2: Disparando a volumen constante en este experimento vamos a demostrar cómo se cumple la ley de Gay-Lussac en los gases, para realizar este experimento necesitaremos únicamente un tubo de ensayos, un soporte, un mechero de alcohol y un tapón para el tubo de ensayos.

1. En un principio la colocación del conjunto es la misma que en el experimento anterior, solo que esta vez procuraremos que la boca del tubo de ensayos apunte hacia un lugar donde no haya nada. 2. Llenaremos el tubo de ensayos con un poco de agua (para que no se rompa este al calentarlo), y a continuación tapamos el tubo de ensayos con el tapón (no muy fuerte), encendemos el mechero y…

LEY DE BOYLE : Podemos observar que el tapón saldrá disparado en el transcurso de pocos segundos, esto se debe a que, siendo el volumen del gas en el interior del tubo igual en todo el experimento, al aumentar la temperatura del aire en el interior del tubo, las partículas de este van cada vez más rápido y chocan más veces contra las paredes del recipiente, es decir, aumenta la presión del gas, provocando que el tapón salga disparado a una presión determinada.

13.3 Materiales y equipo • Naranja de metilo • Jeringa • Erlenmeyer • Tubo de vidrio delgado • Manguera • Marcador de punta fina (traerlo) • Regla graduada (traerla)

Figura 13.2 P versus 1/V en la ley de Boyle

13.4 Procedimiento Disponer el montaje que se muestra en la figura 13.3. Adicionar un volumen exacto de agua al erlenmeyer hasta sus 2/3 partes y añadir dos gotas de naranja de metilo para que pueda visualizarse más fácilmente la columna de líquido. Las lecturas se inician con un volumen conocido de aire en la jeringa y señalando con el marcador el tope de la columna de líquido en el capilar. Medir la altura de la columna (hc) hasta la superficie del líquido en el erlenmeyer. A continuación se introduce 0.50 mL el émbolo de la jeringa y se marca el nuevo tope del líquido en el capilar. El procedimiento se repite cada 0.50 mL hasta obtener un mínimo de 10 lecturas. Finalmente, se mide la distancia entre marcas para estimar la altura de la columna cada vez que se disminuyó el volumen en la jeringa.

Figura 13.3 Montaje para la ley de Boyle El volumen de aire (Va ) puede calcularse de la ecuación: Va = Ve + Vj - VL - Vc

(13.3)

Donde: Ve = Volumen del erlenmeyer, mL Vj = Lectura de volumen en la jeringa, mL VL = Volumen de agua en el erlenmeyer, mL Vc = Volumen del capilar dentro del erlenmeyer, mL La presión del aire (Pa) se calcula de la expresión: Pa = Patm + hc (mm)/13.6 13.5 Datos y resultados

(13.4)

Temperatura ...................................................................... _____ °C Presión atmosférica.......................................................... ______ atm Volumen del erlenmeyer (Ve).......................................... ______ mL Volumen de agua ( VL)...................................................... ______ mL Volumen del capilar dentro del erlenmeyer (Vc)......... ______ mL Tabla 13.1 Datos y resultados de la ley de Boyle Volumen en la Altura de la Volumen del jeringa (Vj ), columna (hc), aire, (Va ), mL mL mm

1 / Va , mL-1

Presión del aire (Pa ), mm de Hg

13.6 Discusión y análisis de resultados • Calcular Va y Pa aplicando las ecuaciones 13.3 y 13.4. Construír un gráfico de Pa versus 1/ Vaen papel milimetrado. ¿Qué puede concluírse de la gráfica? • Tomar los valores experimentales de Pa y 1/Va y determinar el valor de k en la ecuación P = m (1/V) + b, utilizando el método de los mínimos cuadrados. (El valor de la pendiente m corresponde al valor de k). • Demostrar que, para todos los datos, PV valores PV y compararlos con k).

k según la ley de Boyle. (Tomar un promedio de los

• Calcular la cantidad química de aire y demostrar que no varía durante el experimento. • Conocido el valor de k, encontrar los valores de P de la ecuación PV = k para los siguientes valores de V: 10, 20, 50, 70, 100, 120, 140, 160, 180 y 200 mL. Obtener un gráfico en papel milimetrado de P versus V, ¿Qué se puede concluír?

• ¿Debería añadirse el volumen de la manguera como un sumando adicional en la ecuación 13.3? • Teniendo en cuenta que se ha usado una mezcla de gases (aire) y no un gas puro, ¿era de esperarse que esta mezcla obedeciera la ley de Boyle? Explicar.