Gases. Química I Práctica n°4

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V∝nTP

Si llamamos R a la constante de proporcionalidad tenemos:

V=R(nTP)

Reacomodando obtenemos esta relación en su forma más familiar:

PV=nRT(Rconstantedelosgases)

[pic 6]

Esta ecuación se conoce como ecuación de los gases ideales. Un gas ideal es un gas hipotético, cuyo comportamiento en cuanto a la presión, volumen y temperatura esta descrito completamente por la ecuación de los gases ideales.

Teoría Cinético-molecular:[pic 7]

Para comprender las propiedades físicas de los gases necesitamos un modelo que nos ayude a representar lo que le sucede a las partículas de gas con los cambios en las condiciones experimentales, como la presión o la temperatura. Este modelo conocido como teoría cinético-molecular se desarrolló durante un periodo de cerca de 100 años, culminando en 1857 cuando Rudolf Clausius publicó su forma completa y satisfactoria de esta teoría.

Esta teoría se resume en los siguientes enunciados:

- Los gases constan de gran número de moléculas que están en movimientos continuos y al azar.

- El volumen de las moléculas del gas es despreciable en comparación con el volumen total en el cual el gas esta contenido.

- Las fuerzas de atracción y de repulsión entre las moléculas del gas es despreciable.

- Se puede transferir la energía entre las moléculas durante las colisiones, pero su energía cinética promedio no cambia con el tiempo, si la temperatura del gas permanece constante. En otras palabras, las colisiones son perfectamente elásticas.

- La energía cinética promedio de las moléculas es proporcional a la temperatura absoluta. A cualquier temperatura dada, las moléculas de todos los gases tienen la misma energía cinética promedio.

Esta teoría nos permite comprender la presión y la temperatura a nivel molecular. La presión de un gas es causada por las colisiones de las moléculas con las paredes del recipiente que las contiene; está determinada tanto por la frecuencia de colisiones por unidad de área como por el impulso impartido por las colisiones. La temperatura absoluta de un gas es una medida de la energía cinética promedio de sus moléculas.

Datos experimentales

- Mencendedor + gas = 14,7803g ± 0,0001g

- Vgas = 250mL ± 2mL

- Temperatura del agua = 14C° ± 1C°

- Patm= 1026 hPa ± 1 hPa

- Pvapdeagua= 15,990 hPa

- Mencendedor = 14,1990g ± 0,0001 g

Cálculos

P.V=nRT P.V=m.R.T=m.R.TP.Vn=m

Masa

m=(14,7803−14,1990)g=0,5813Δm=(0,0001+0,0001)=0,0002

Presión del gas

Patm= Pgas + PvH2O

Pgas= Patm – PvH2O

Pgas= 1026 hPa – 15,990 hPa = 1010hPa ± 1hPa

Molaridad del gas

Vgas= (250x10-3± 2x10-3)L

Pgas= (1010±1)hPa

R= 83,1hPa.L/K.mol

T=(287±1)K

=0,5813g.83,1hPa/Kmol.287K1010hPa.250x10−3L=54,9g/molΔ=(Δmm+ΔTT+ΔPP+ΔVV)

Δ=(0,0001g0,5813g+1K287K+1hPa1010hPa+2x10−3L250x10−3L)x54,9g/mol=0,5∓Δ=(54,9∓0,5)g/mol

MC3H8=44g/molMC4H10=58g/mol

Porcentajes

Pt.V=nt.R.Tnt=Pt.VR.T

Pt= Presión atm – Presión vH2O

nt= nC3H8 + nC4H10 → nC3H8 = nt - nC4H10

mt= mC3H8 + mC4H10

n=m→m=n.

mt= nC3H8 . C3H8 + nC4H10 . C4H10 → mt = nt - nC4H10 .C3H8 nC4H10 . C4H10

nt=1010hPa.250X10−3L83,1L.hPamol.K.287K=0,0106mol

0,5813g = 80,0106mol - nC4H10) . 44G/mol + ( nC4H10, 58g/mol)

0,5813g = 0,4664 - 44 nC4H10 + 58 nC4H10

0,5813g – 0,4664 = 14 nC4H10

0,1153= 14 nC4H10

nC4H10 = 0,1153/14 = 8,24 x 10 -3mol C4H10

nC3H8 = 0,0106 mol - 8,24 x 10 -3mol = 2,36 X 10 -3mol

mC4H10 = 8,24 x 10 -3mol . 58G/mol = 0,478 g

mC3H8= 2,36 X 10 -3mol . 44G/mol = 0,104g

%C3H8= 0,104g/0,5813g . 100= 18%

%C4H10 = 82%

Conclusiones

A partir de los datos obtenidos podemos deducir que el gas contenido en el encendedor es en su mayor parte es butano y menor proporción metano.

Bibliografía

- Chang, R. et al. 2010. Química. McGraw-Hill. 10ª Edición. México D.F ( cap5)