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7/17/2019 quimicasarai

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Introducción:

La materia se presenta en cuatro estados de agregación: sólido, líquido, gas y plasma. Tansolo unas pocas sustancias se encuentran en la naturaleza en varios estados de agregaciónal mismo tiempo, como el caso del agua. El resto de las sustancias se encuentra en un estado

concreto.Cada uno de los estados de agregación tiene características definidas y, dependiendo de lascondiciones externas como la presión y la temperatura, una misma sustancia puede pasar deun estado de agregación a otro. Estos cambios físicos tienen una característica particular, yes que, mientras coexisten ambos estados, durante el cambio de estado la temperaturapermanece constante.

Objetivos:

Reconocer los estados de la materia por sus características más representativas. Identificar las propiedades que diferencian a los estados de la materia.

Cuantificar propiedades características en cada estado de la materia.

Describir y utilizar las leyes y principios que rigen el comportamiento de la materia.

Caracterizar el comportamiento molecular de cada uno de los estados de la materia.

Conocer las propiedades de la materia: masa y volumen.

Reconocer la materia atendiendo a su propiedad más característica: la capacidad deocupar un espacio.

Conocer las propiedades que caracterizan a la materia y clasificarlas en intensivas oextensivas y en medibles o no medibles.

Parte teórica.-

Características de los estados de la materia.-

La materia se presenta en tres estados o formas de agregación: sólido, líquido y gaseoso.Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas sustancias pueden hallarsede modo natural en los tres estados, tal es el caso del agua.La mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto. Así, los metales o las sustancias queconstituyen los minerales se encuentran en estado sólido y el oxígeno o el CO2 en estado gaseoso:

Los sólidos: Tienen forma y volumen constantes. Se caracterizan por la rigidez y regularidadde sus estructuras.

Los líquidos: No tienen forma fija pero sí volumen. La variabilidad de forma y el presentarunas propiedades muy específicas son características de los líquidos. Los gases: No tienen forma ni volumen fijos. En ellos es muy característica la gran variación

de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión.

Sólido.-

Los sólidos se caracterizan por tener forma y volumen constantes.Esto se debe a que las partículas que los forman están unidas por unasfuerzas de atracción grandes de modo que ocupan posiciones casifijas.En el estado sólido las partículas solamente pueden moverse vibrando

u oscilando alrededor de posiciones fijas, pero no pueden moversetrasladándose libremente a lo largo del sólido.Las partículas en el estado sólido propiamente dicho, se disponen de



forma ordenada, con una regularidad espacial geométrica, que da lugara diversas estructuras cristalinas. Al aumentar la temperatura aumenta la vibración de las partículas:

Líquido.-

Los líquidos, al igual que los sólidos, tienen volumen constante. En loslíquidos las partículas están unidas por unas fuerzas de atracciónmenores que en los sólidos, por esta razón las partículas de un líquidopueden trasladarse con libertad. El número de partículas por unidad devolumen es muy alto, por ello son muy frecuentes las colisiones yfricciones entre ellas. Así se explica que los líquidos no tengan forma fija y adopten la formadel recipiente que los contiene. También se explican propiedades comola fluidez o la viscosidad.En los líquidos el movimiento es desordenado, pero existenasociaciones de varias partículas que, como si fueran una, se mueven alunísono. Al aumentar la temperatura aumenta la movilidad de laspartículas (su energía).

Comportamiento molecular de cada uno de los estados de la materia(teoríacinético molecular)

En el estado sólido las partículas están ordenadas y se mueven oscilando alrededor de susposiciones. A medida que calentamos el agua, las partículas ganan energía y se mueven másdeprisa, pero conservan sus posiciones.

Cuando la temperatura alcanza el punto de fusión (0ºC) la velocidad de las partículas es losuficientemente alta para que algunas de ellas puedan vencer las fuerzas de atracción delestado sólido y abandonan las posiciones fijas que ocupan. La estructura cristalina se vadesmoronando poco a poco. Durante todo el proceso de fusión del hielo la temperatura se

mantiene constante. En el estado líquido las partículas están muy próximas, moviéndose con libertad y de forma

desordenada. A medida que calentamos el líquido, las partículas se mueven más rápido y latemperatura aumenta. En la superficie del líquido se da el proceso de vaporización, algunaspartículas tienen la suficiente energía para escapar. Si la temperatura aumenta, el número departículas que se escapan es mayor, es decir, el líquido se evapora más rápidamente.

Cuando la temperatura del líquido alcanza el punto de ebullición, la velocidad con que semueven las partículas es tan alta que el proceso de vaporización, además de darse en lasuperficie, se produce en cualquier punto del interior, formándose las típicas burbujas de vaporde agua, que suben a la superficie. En este punto la energía comunicada por la llama seinvierte en lanzar a las partículas al estado gaseoso, y la temperatura del líquido no cambia(100ºC).

En el estado de vapor , las partículas de agua se mueven libremente, ocupando mucho más

espacio que en estado líquido. Si calentamos el vapor de agua, la energía la absorben laspartículas y ganan velocidad, por lo tanto la temperatura sube.

Diferencia física entre los tres estados de la materia que las permite reconocer,describir y distinguir entre ella

Solidos:

Forma y volumen definidosCohesión (atracción)VibraciónTienen forma definida o rígida

No pueden comprimirseResistentes a fragmentarse



Poseen volumen definidoNo fluyen Algunos de ellos se subliman (yodo)

líquidos:

Cohesión menor (regular)Movimiento energía cinética.No poseen forma definida.Toma la forma de la superficie o el recipiente que lo contiene.En el frío se comprime, excepto el agua.Posee fluidez a través de pequeños orificios.Puede presentar difusión.

Gases:

Cohesión mínima.

Sin forma definida.Su volumen sólo existe en recipientes que lo contengan.Pueden comprimirse fácilmente.

Propiedades más características que identifican a cada uno de los tres

estados de la materia (densidad, PF, Peb, viscosidad, dureza,

temperatura, combustión, oxidación, PH, etc.)

Sólidos.-

Los sólidos tienen densidades altas, un poco mayores a los líquidos, mientras que los gasestienen densidades muy bajas. Como ejemplo, el plomo (Pb, un metal muy denso) tiene unadensidad de 11.340 g/mL, mientras que el agua tiene una densidad de 1 g/mL. El nitrógeno(N),el componente más abundante del aire, tiene una densidad de apenas 0.00125 g/mL

Las propiedades de los sólidos son:

- Elasticidad: Le permite recuperar su forma original cuando es deformado.- Fragilidad: Puede quebrarse en pedazos. (Rotura o exfoliación)- Dureza: Es la resistencia que presenta al rayado.

Líquidos.-

Un líquido es una sustancia formada por moléculas que están en constante movimiento dedesplazamiento y que se deslizan unas sobre las otras. La disposición de estas moléculas le daun aspecto de fluidez con la que frecuentemente se les asocia. Los líquidos son fluidos porqueno tienen forma propia, sino que adoptan la forma del recipiente que los contiene. Por ejemplo,si echas igual cantidad de un líquido en un tubo de ensayo, a un plato o en una botella, éstosadoptarán la forma de cada uno de estos objetos. Si observas algunos líquidos notarás queninguno de ellos tiene forma definida y que, al igual que los sólidos, tampoco puedencomprimirse.

Gases.-

• Pequeña densidad debida a que en virtud de la ausencia de cohesión entre sus moléculas

estas se hallan muy alejadas unas de otras existiendo por ello muy poca masa en la unidad devolumen.



• Son perfectamente homogéneos e isótropos, es decir, tienen las mismas propiedades entodos sus puntos como consecuencia de la libertad de sus moléculas en todas las direcciones.

• Tienden a ocupar el máximo volumen (expansibilidad) adoptan la forma y el volumen delrecipiente que los contiene.

• Son muy compresibles debido a la ausencia de fuerzas de repulsión entre sus moléculas.

• Se mezclan completamente y de manera uniforme cuando están en el mismo recipiente.

• Pequeña viscosidad aunque no nula ya que las acciones mutuas entre moléculas no sontotalmente despreciables.

Determinación y cuantificación de propiedades características en cadaestado de la materia.-

Cuantificación de las propiedades de la materia

Antes de proceder experimentalmente a cuantificar algunas propiedades de los cuerpos y surelación con la masa de los mismos, es conveniente que recuerdes lo siguiente:

La densidad (d) es una propiedad específica de las sustancias, puesto que sustanciasdiferentes tienen diferentes valores de densidad. Esta propiedad relaciona la masa de unasustancia con el volumen que ocupa y matemáticamente dicha relación se expresa como:

m

d

V

En donde d representa el valor de la densidad de la sustancia considerada; m representa sumasa, y V el volumen que ocupa. ¿En qué unidades del SI se expresan los valores de ladensidad?. Como recordarás, la masa se expresa en kg y el volumen en m3, por lo que:

m Kgd V m3

por tanto Kg

d m

3

la notación (d) indica que nos estamos refiriendo a las unidades en que se expresa d.

En la práctica la unidad Kg/m3 es poco empleada, y comúnmente encontrarás expresada ladensidad de las sustancias en g/cm3 o g/mL que, como observas, son submúltiplos de la unidaden el SI.

Por otra parte, la densidad de una sustancia depende de la temperatura a la que ésta seencuentre; así, aunque el hielo y el agua son químicamente iguales su estado físico dependede la temperatura a la que se hallen, y si se comparan los valores de densidad se tiene:

densidad del hielo (agua a 00

C) = 0.92 g/cm3

http://www.monografias.com/trabajos14/la-libertad/la-libertad.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/visco/visco.shtml


http://www.monografias.com/trabajos4/acciones/acciones.shtml

http://www.monografias.com/trabajos4/acciones/acciones.shtml


http://www.monografias.com/trabajos14/la-libertad/la-libertad.shtml



densidad del agua (agua a 20 0C) = 1.0 g/cm3

Algo similar sucede con otras sustancias, por lo que, al expresar el valor de su densidad, debeindicarse la temperatura a la cual se hizo la medición; si no es así debe sobreentenderse que lamedición se hizo a 25 0C.

Algunos otros ejemplos de valores de densidad son: Cuadro 7

Sustancia Densidad a 20oC en

g/mL

alcohol etílico 0.8

mercurio 13.6

sal de mesa 2.2

oro 19.3

aluminio 2.7

plomo 11.3

Regresando a la expresión matemática de la densidad. m

d …(1)

V

Podemos encontrar dos relaciones más que nos serán útiles más adelante en la resolución deproblemas. Así: m = dV …(2) nos indica que podemos calcular la masa (m) de la sustancia, siconocemos la densidad

y el volumen que ocupa; o bien m

V …(3)

d

que nos indica que podemos calcular el volumen (V) ocupado por la sustancia si conocemos sumasa y su densidad. Con estas relaciones podemos resolver problemas como los siguientes:

Ejemplo 1. ¿Cuál será la masa de una placa de oro que ocupa un volumen de 18 mL a 20 ºC?. Aplicando la relación ...(2) m = dV y conociendo que la densidad de oro a 20 ºC es de 19.3g/mL se tiene:

m = dV ? m (19.3 g/mL) (18 mL) = 347.4 g

(? significa “por tanto”)

Ejemplo 2. Encuentra la densidad de una sustancia líquida, de la cual 86 g ocupan un volumende 125 mL. Aplicando la relación ...(1) m 86 g

d se tiene d 0.6889 g / mL

V125 mL

Ejemplo 3. ¿Qué volumen ocupará un cubo de hielo que pesa 500 Kg?.



1000 g

Primero habrá que transformar 500 Kg en g usando la razón unitaria , de la siguiente manera: 1Kg

1 000 g

500 000 g ó 5 x 105 g 1 Kg

500 Kgx

Ahora aplicando la relación ... (3) se tiene:

m 500000g 5 3

5.4347826 x 10 cm d 0.92 g/cm3

Descripción de leyes que permiten identifican, caracterizan y rigen elcomportamiento en cada estado.-

Ley de Boyle

Relación entre la presión y el volumen de un gas cuando la temperatura es constante

Fue descubierta por Robert Boyle en 1662. Mariotte también llegó a la misma conclusión queBoyle, pero no publicó sus trabajos hasta 1676. Esta es la razón por la que en muchos librosencontramos esta ley con el nombre de Ley de Boyle y Mariotte.La ley de Boyle establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamenteproporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante.

El volumen es inversamente proporcional a la presión:

•Si la presión aumenta, el volumen disminuye. Si la presión disminuye, el volumen aumenta.

Esto es debido a que al aumentar el volumen, las partículas (átomos o moléculas) del gastardan más en llegar a las paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidadde tiempo contra ellas. Esto significa que la presión será menor ya que ésta representa lafrecuencia de choques del gas contra las paredes.Cuando disminuye el volumen la distancia que tienen que recorrer las partículas es menor y portanto se producen más choques en cada unidad de tiempo: aumenta la presión.La expresión matemática de esta ley es:

(el producto de la presión por el volumen es constante)Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1 que se encuentra a una presión P1 alcomienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor V 2, entonces lapresión cambiará a P2, y se cumplirá:

que es otra manera de expresar la ley de Boyle.

Ejemplo:



4.0 L de un gas están a 600.0 mmHg de presión. ¿Cuál será su nuevo volumen si aumentamosla presión hasta 800.0 mmHg?Solución: Sustituimos los valores en la ecuación P1V1 = P2V2.

(600.0 mmHg) (4.0 L) =(800.0 mmHg) (V2)Si despejas V2 obtendrás un valor para el nuevo volumen de 3L.

Ley de Charles

Relación entre la temperatura y el volumen de un gas cuando la presión es constante

A presión constante, el volumen de un gas aumenta proporcionalmente al incremento detemperatura, siendo la constante de proporcionalidad la misma para todos los gases. Esteenunciado, que se conoce como primera Ley de Gay-Lussac, se expresa matemáticamentemediante la ecuación:

V t = V 0 (1 + αt )

Donde V t representa el volumen a la temperatura de t ºC, V 0

constante aproximadamente igual para todos los gases que se denomina coeficiente dedilatación

temperatura de un gas se eleva en un grado centígrado, su volumen aumenta 1/273 veces elvolumen inicial, es decir, se dilata en un0,37 % por grado centígrado.

Esto se debe a que cuando aumentamos la temperatura del gas las moléculas se mueven conmás rapidez y tardan menos tiempo en alcanzar las paredes del recipiente. Esto quiere decirque el número de choques por unidad de tiempo será mayor. Es decir se producirá un aumento(por un instante) de la presión en el interior del recipiente y aumentará el volumen (el émbolose desplazará hacia arriba hasta que la presión se iguale con la exterior).Lo que Charles descubrió es que si la cantidad de gas y la presión permanecen constantes, elcociente entre el volumen y la temperatura siempre tiene el mismo valor.

Teniendo en cuenta la relación entre temperatura en la escala Celsius y escala Kelvinpodremos expresar la ecuación anterior como:

(el cociente entre el volumen y la temperatura es constante)

Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V 1 que se encuentra a una temperatura T1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor V 2, entoncesla temperatura cambiará a T2, y se cumplirá:

que es otra manera de expresar la ley de Charles.

Ejemplo:

Un gas tiene un volumen de 2.5 L a 25 °C. ¿Cuál será su nuevo volumen si bajamos la

temperatura a 10 °C?Recuerda que en estos ejercicios siempre hay que usar la escala Kelvin.

El volumen es directamente proporcional a la temperatura del gas:

.Si la temperatura aumenta, el volumen del gas aumenta.•Si la temperatura del gas disminuye, el volumen disminuye.



Solución: Primero expresamos la temperatura en kelvin:T1 = (25 + 273) K= 298 KT2 = (10 + 273 ) K= 283 K

Ahora sustituimos los datos en la ecuación:2.5L V2

----- = -----

298 K 283 K

Si despejas V2 obtendrás un valor para el nuevo volumen de 2.37 L.

Ley de Gay-Lussac

Relación entre la presión y la temperatura de un gas cuando el volumen es constante

A volumen constante, la presión de un gas aumenta proporcionalmente al incremento detemperatura, siendo la constante de proporcionalidad la misma para todos los gases.

Este enunciado, semejante al de la primera ley, se expresa mediante una ecuación similar en laforma:

Pt = P0 t )

Siendo coeficiente de compresibilidad a volumen constante, aproximadamente igual para

Establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es

constante Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tantoaumenta el número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que elrecipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar.Gay-Lussac descubrió que, en cualquier momento de este proceso, el cociente entre la presióny la temperatura siempre tenía el mismo valor: y teniendo en cuenta la relación entretemperatura en la escala Celsius y escala Kelvin podremos expresar la ecuación anterior como:

(el cociente entre la presión y la temperatura es constante)Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presión P 1 y a una temperatura T1 alcomienzo del experimento. Si variamos la temperatura hasta un nuevo valor T 2, entonces lapresión cambiará a P2, y se cumplirá:

Que es otra manera de expresar la ley de Gay-Lussac.Esta ley, al igual que la de Charles, está expresada en función de la temperatura absoluta. Aligual que en la ley de Charles, las temperaturas han de expresarse en Kelvin.

Ejemplo:

La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura:

•Si aumentamos la temperatura, aumentará la presión. •Si disminuimos la temperatura, disminuirá la presión.



Cierto volumen de un gas se encuentra a una presión de 970 mmHg cuando su temperatura esde 25.0°C. ¿A qué temperatura deberá estar para que su presión sea 760 mmHg?Solución: Primero expresamos la temperatura en kelvin:T1 = (25 + 273) K= 298 K

Ahora sustituimos los datos en la ecuación:970 mmHg 760 mmHg

------------ = ------------

298 K T2 Si despejas T2 obtendrás que la nueva temperatura deberá ser 233.5 K o lo que es lo mismo -39.5 °C.

Ley de Avogadro

Relación entre la cantidad de gas y su volumen

Esta ley, descubierta por Avogadro a principios del siglo XIX, establece la relación entre lacantidad de gas y su volumen cuando se mantienen constantes la temperatura y la presión.Recuerda que la cantidad de gas la medimos en moles.

El volumen es directamente proporcional a la cantidad de gas:

•Si aumentamos la cantidad de gas, aumentará el volumen. •Si disminuimos la cantidad de gas, el volumen disminuye.

Vamos a suponer que aumentamos la cantidad de gas. Esto quiere decir que al haber mayornúmero de moléculas aumentará la frecuencia de los choques con las paredes del recipiente lo

que implica (por un instante) que la presión dentro del recipiente es mayor que la exterior y estoprovoca que el émbolo se desplace hacia arriba inmediatamente. Al haber ahora mayordistancia entre las paredes (es decir, mayor volumen del recipiente) el número de choques delas moléculas contra las paredes disminuye y la presión vuelve a su valor original.Según hemos visto en la animación anterior, también podemos expresar la ley de Avogadroasí:

(el cociente entre el volumen y la cantidad de gas es constante)Supongamos que tenemos una cierta cantidad de gas n1 que ocupa un volumen V1 al comienzodel experimento. Si variamos la cantidad de gas hasta un nuevo valor n 2, entonces el volumencambiará a V2, y se cumplirá:

que es otra manera de expresar la ley de Avogadro.

Ejemplo:

Sabemos que 3.50 L de un gas contienen 0.875 mol. Si aumentamos la cantidad de gas hasta1.40 mol, ¿cuál será el nuevo volumen del gas? (a temperatura y presión constantes)Solución: Usamos la ecuación de la ley de Avogadro : V1n2 = V2n1 (3.50 L) (1.40 mol) = (V2) (0.875 mol)

Comprueba que si despejamos V2 obtenemos un valor de 5.60 L

ECUACIÓN DE ESTADO.

http://www.educaplus.org/gases/con_cantgas.html

http://www.educaplus.org/gases/con_cantgas.html



Vamos a suponer que tenemos una cantidad de gas, 1mol, en unas condiciones iniciales P0, V0 y T0; y le sometemos a una transformación isotérmica, ( T0 constante), el gas en las nuevascondiciones tendrá una presión y un volumen nuevo P, V m, T0, si ahora le sometemos a unatransformación isobárica (presión constante) en el gas habrán variado la T y el V de maneraque las nuevas condiciones serán P, V, T.

En la primera transformación se cumplirá la ley de Boyle de forma que P0 V0 = P Vm En la segunda transformación se cumplirá la ley de Charles por tanto: Vm/ T0=V/TDespejando en la primera igualdad el Vm y sustituyendo en la segunda llegamos a la expresión:P0 V0 / P T0= V/T, agrupando las variables a ambos lados de la igualdad según las condicionesobtenemosP0 V0 / T0= P V/T Ecuación de Clapeyron

Como consideramos las condiciones iniciales como normales es decir presion de 1 atm y T0 de0 C, es decir 273,16 K en esas condiciones 1 mol de gas ocupa 22,4 litros el cociente P0 V0 /T0= 0,082 atm.l / K mol = R (constante general de los gases)(Su valor se puede expresar en distintas unidades:0.082atm.l / K mol; 8.31 Julios/ mol K; R = 1.987 cal / mol K; R= 8.31 Kpa l /mol)

Luego para 1 mol de gas ideal la ecuación anterior tomara la forma: P V/T= Rpara n moles : : P V/T= nR o bien:

PV=nRT. Ecuación de estado de los gases ideales

Esta ecuación nos va a permitir calcular masas molares así como las densidades de sustanciasquímicas teniendo en cuenta que d=m/v y n =m/M

Mezcla de gases. Ley de Dalton.

También llamada ley de las presiones parciales. “La presión total de una mezcla de gases es la suma de las presiones parciales de los componentes de la mezcla”

Para una mezcla de dos gases A y B. La P t= P A+PB. Siendo P A y PB las presiónes parciales deun gas y representan la presión que ejercería ese gas si estuviese sólo en el recipiente a lamisma presión y temperatura que la mezcla. La ley de Dalton se puede verificar fácilmenteutilizando la ley de los gases ideales:

Pt=nt RT/V = (n A+nB)RT/V.

Desdoblando los términos en el segundo miembro de la ecuación:

Pt=n A RT/V + nB RT/V

Las presiones parciales de los gases individuales:

P A=n A RT/V ; y PB=nB RT/V

Dividiendo la presión parcial entre la presión total:

P A/ Pt=n A /nt o P A = (n A /nt ) Pt

El cociente (n A /nt ) =x A se conoce como fracción molar del componente A en la mezcla.Podremos escribir:

P A =x A Pt .La presión parcial de un gas en una mezcla es igual a su fracción molar multiplicada

por la presión total



Difusión y efusión. Ley de Graham.

- Difusión = es el proceso de expansión a través del espacio por parte del gas.

- Efusión = es el proceso de pasaje a través de poros pequeños por parte del gas.

- Ley de Graham (aplicable a la Efusión de gases) =

Las velocidades de efusión o de difusión no son iguales para todos los gases, sino que estánen relación inversa a la raíz cuadrada de sus densidades respectivas:

v1/v2= (d2/d1)1/2

estando los gases 1 y 2 en iguales condiciones de presión y temperatura.

Esta ley nos permite calcular masas moleculares comparando la velocidad de efusión de ungas con la de otro cuya masa molecular sea conocida

“El tiempo que tarda un volumen de un gas para pasar a través de un orificio, es inversamenteproporcional a su velocidad de efusión”, o sea que matemáticamente será:

t2/t1 = M2/M1 = d2/d1

Por tanto el tiempo necesario para la efusión aumenta con la masa molecular

Gases reales:

La mayoría de los gases a medida que aumenta la P o disminuye la T °, sufren desviacionesmanifiestas del comportamiento ideal. Esto se ve cuando el Factor de Compresibilidad (Z) sedesvía de la unidad, sabiendo que dicho desvío se debe al comportamiento más real de ungas. Dicho Z se calcula como:

P.V/R.T = Z y es igual a 1 en un gas ideal

NOTA: Las Fuerzas de atracción Intermoleculares hacen que el Z < 1 , mientras que el efectobasado en el volumen de las moléculas hace que el Z > 1.

Ecuación de un Gas Real:

Es evidente que la ecuación general de estado de los gases perfectos no justifica elcomportamiento de muchos gases reales, especialmente a bajas temperaturas y altaspresiones de las muchas ecuaciones propuestas para los gases reales vamos a estudiar laecuación de Van der Waals.

Una de las más difundidas es la ecuación de Van der Waals, que introduce unas correccionesa la ecuación de los gases:

P real = P + n².a/V²

V real = V – n.b

Donde a y b depende de cada gas.

Hay que decir que la corrección de P se debe a las fuerzas intermoleculares y la de volumen alos volúmenes moleculares, por lo tanto la ecuación de un gas Real quedará como:



(P + n².a).(V – n.b/V²) = n.R.T

A esta ecuación se la llama Ecuación de Van der Waals.

Materiales.-

Vasos pp de100 ml

Espátula

Varilla

Probetas

Termómetro

Tubos deensayo

Balanza

Pipetas

Mangueras

Jeringa de 10ml

Jeringa de 50ml



10globos decarnaval

Reactivos.- Globosde cumpleaños

Papelmilimetrado

Manguer as de suero

Reactivos.-

o Agua



o Hielo

o Alcohol

Parte experimental.-

1. Identificar propiedades de los gases.-

Materiales.-

Jeringa de 60 ml Soporte universal Globos 5 cuerpos de distinto peso Pinza de pureta

Procedimiento.-

1. Instalar la jeringa de 60 ml de forma invertida. Llenar con aire. Sellar la parte baja con globossin inflarlos para que no haya una fuga de gas. Medir el volumen del gas vs la presión.

2. Agreguen lentamente pesas y anoten el nuevo volumen de gas (si resulta muy difícil apoyarlas pesas sobre la plataforma, utilicen un alambre de cobre colocado sobre el émbolo yagreguen pesas a ambos extremos del mismo).

3. Repitan el procedimiento utilizando cinco pesos diferentes.

Nota: el peso es una indicación de cuánta presión se ejerce sobre el émbolo. Para ser másexactos, se debería considerar que la presión es fuerza/área y, para hacer la conversión, sedebe conocer la superficie del émbolo y luego calcular la presión (Fuerza/Área).

Resultados.-

Identificar gráficamente la ley de Boyle.



2. Demostración grafica Gay Lussac

Materiales.-

1 globo

Baño de María cromado Metro Matraz Erlenmeyer

Procedimiento.-

Usar un globo y ponerlo a contacto con el matraz, después calentar en baño maría cromado.

Medir el contorno del globo al inflarse cada 10 segundos tomando en cuenta a este como elaumento de temperatura.

Resultados.-

Diámetro Volumen Cm3 Temperaturaº C

Temperaturaº K

11 cm 12.5 cm 13 cm 14 cm 15 cm 15.5 cm

95.03 122.71 132.73 153.93 176.71 188.69

0 10 20 30 40 50

273 283 293 303 313 323

V

º C



Conclusiones.-

Se llegó a concluir que la presión es directamente proporcional a la temperatura absoluta.

3. Demostración

Materiales.-

Recipiente Globo de carnaval Hielo Mechero Metro Agua

Procedimiento.-

Colocar el globo en el recipiente y seguidamente cubrirlo con el hielo desmenuzado. Medir enun principio el diámetro de este con un metro. Después de extraerlo de los hielos medir sudiámetro y como proceso final tener agua caliente preparada para sumergirla y medirlanuevamente.

Resultados.-

D inicial=23.5 cm

D final1=24 cm

D final2=24 cm



Bibliografía

LIBRO: Fundamentos de química

AUTOR: Morris Hein, Susan Arena

EDITORIAL: Thomson

EDICION: undécima

PAGINAS: 261, 267, 268, 270, 271, 273, 275

LIBRO: Química (ciencia central)

AUTOR: Theodore L. Brown

EDITORIAL: Pearson

EDICION: novena PAGINAS: 318, 319, 320

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