LABORATORIO DE

TERMODINMICA

Demostracin de la Ley de Boyle

Determinacin del volumen molar del gas oxgeno a condiciones normales

DEMOSTRACIN DE LA LEY DE BOYLE

A. Materiales y Reactivos

- 1 Jeringa descartable de 1 mL- 2 Soportes universales- 1 Frasco de plstico de 1 L- 1 Aceite lubricante- 2 Tapas de caja de cartn- 1 Balanza analtica de sensibilidad 0,01 g- 1 Probeta de 50 mL- 1 Pizeta- 1 Vernier

2. Colocar el mbolo a lajeringa y fijar el mbolohasta la marca de 1 mL

1. Sacar el mbolo de lajeringa y agregarle unlubricante al jebe.

lubricante1 mL

3. Sellar con silicona en la parte donde se pone la aguja para atrapar 1 mL de aire.

Sello de silicona

B. Armado del Equipo

4. Medir el dimetro de laparte superior delmbolo con ayuda delVernier y anotarlo (D).

5. Quitar la tapa delfrasco y medir lamasa en la balanza(m).

6. Medir el dimetro dela base del frasco enlas dos tapas de cajade cartn y cortarlode tal manera que elfrasco pase por lasdos tapas fcilmentesin que halla friccin.

7. Realizar dos huecosen los vrticesopuestos de lastapas para hacerpasar los soportesuniversales

8. Colocar las tapas enlos soportesuniversales comose muestra en lafigura.

9. Colocar el frasco y lajeringa como semuestra en la figura,si se quita la jeringael frasco debe caerlibremente, no debequedar atrapado porlas tapas de cartn..

C. Procedimiento

1. Con ayuda de la probeta medir 50 mL de agua (m1), agregar al frasco yanotar el volumen comprimido de aire (V1) en la jeringa si es que lohubiera, para llenar la tabla 1.

2. Nuevamente agregar 50 mL de agua, que sumado al anterior serian 100mL (m2), y anotar el volumen comprimido de aire (V2) en la jeringa si esque lo hubiera.

3. Repetir esto hasta que el volumen del aire en la jeringa ya no se puedacomprimir mas, anotando los mi y los Vi respectivamente en la tabla 1.

1 2 3 4 5 6 7 8

mi (g)

m + mi (g)

Vi (mL)

Tabla 1

Como la densidad del agua es 1 g/mL, entonces al medir 50 mL estamosmidiendo 50 g de masa de agua.

Ahora calculamos el rea circular de la parte superior del mbolo de lajeringa y los pesos que soporta dicha rea circular:

Donde: D = dimetro del la parte superior del mbolo (cm o m)g = aceleracin de la gravedad (cm/s2 o m/s2)m = masa del frasco limpio y seco (g o kg)

D. Clculos

Luego calculamos las presiones que soporta el gas en la jeringa y llenamos latabla 2:

Las unidades de la presin dependern de las unidades de la fuerza y el rea.

1 2 3 4 5 6 7 8

Presin

Vi (mL)

Al graficar Presin vs Volumen, se debeObtener el siguiente grfico.

DETERMINACIN DEL VOLUMEN MOLAR

DEL GAS OXGENO A CONDICIONES NORMALES

A. Materiales y Reactivos

- 1 Matraz Erlenmeyer de 500 mL- 1 Pinza para tubo de ensayo- 1 Pizeta- 1 Tubo de ensayo generador de gas- 1 Mechero Bunsen o de alcohol- 1 Balanza analtica de sensibilidad 0,01 g- 1 Probeta de 100 mL- 1 tubo de vidrio o de aluminio- 1 Tapn de Jebe- 1 Termmetro de -10 oC a 110 oC- 1 Beaker de 250 mL- 5 g de KClO3- 1 g de MnO2

B. Procedimiento

1. Colocar una pizca de MnO2 (catalizador) en el tubo de ensayo ymedir la masa en la balanza (m1).

2. Agregar entre 0,30 g y 0,50 g de KClO3 al tubo de ensayo, agitar ymedir la masa en la balanza (m2).

2 KClO3 (s) 2 KCl (s) + 3 O2 (g)MnO2

3. Agregar agua al matraz Erlenmeyer de tal manera que al colocar el tapnde jebe el agua no choque con el tubo de aluminio mas corto.

4. Colocar la manguera de ltex en el tubo mas largo, succionar por elextremo y tapar con los dedos para evitar que el agua regrese.

Agua

Succionar y tapar

5. Colocar el tapn de jebe en el tubo de ensayo y conectarlo con lamanguera de jebe al tubo mas corto, no soltar la otra manguera an.

6. Coger el tubo de ensayo con la pinza y calentar el tubo de ensayo con elmechero bunsen o de alcohol y colocar el beaker para recibir el agua.

An no soltar

7. Cuando empiece la reaccin soltar la manguera, colocarlo en el beakery ponerlo de tal manera que quede dentro del nivel del agua que serecoja en el beaker.

La reaccin que se da es:2 KClO3 (s) 2 KCl (s) + 3 O2 (g)

8. Una vez terminada la reaccin, apagar el mechero y nivelarmanualmente las superficies de agua, tanto del beaker como delmatraz hasta que ya no haya desnivel (no quitar el tubo de ensayo delequipo y tampoco sacar la manguera del agua del beaker).

9. Si despus de un tiempo ya no hay desnivel, sacar la manguera delbeaker y destapar el matraz Erlenmeyer, inmediatamente medir latemperatura del agua (t) y con ayuda de la probeta medir el volumendel agua (V1) del beaker. Esperar a que se enfre el tubo de ensayo ymedir su masa (m3).

t

V1

m3

C. Clculos

En las condiciones iniciales tenemos:

T1 (K) = t (oC) + 273,15

V1 = Pasar a litrosP1 = Se consigue al igualar los niveles de agua y es igual a la presin

baromtrica de Cajamarca (atm).Masa de oxgeno producido = m2 m3 (g)n1 = Convertimos la masa de oxgeno producido a mol

Una vez obtenido los datos iniciales, los llevamos a las condicionesnormales, es decir donde n2 = 1 mol, P2 = 1 atm y T2 = 273,15 K