República Bolivariana de Venezuela
Ministerio Del
Poder Popular para la Educación
E: B: N: “LINO
DE CLEMENTE”
LA CALIFORNIA
NORTE
PLANIFICACION
CONTIGENCIA DE COVID - 19
Profesor:
Manuel Vicente Abreu Catalá
Área: Química
Sección: A, B,
C, D y E
2da Actividad del Tercer Lapso
Ley de los Gases Ideales
Torriceli: Científico, Italiano, en el siglo
XVII descubrió el Barómetro, instrumento que mide la presión de un gas de
acuerdo a la altitud en donde tú te encuentras. Ejemplo: Si te encuentras nivel
del mar, el Barómetro tiene una constante de 1 atmósfera a temperatura
ambiental (25°C), pero si subes la montaña observaras que la presión sube. Cuando
escalamos la montaña en un vehículo, observamos que los oídos se tapan y debido
al cambio de presión.
Sabemos que la presión del aire a nivel del mar
con el Barómetro mide 760 mmHg o torr, y que las unidades de medida vienen dadas en atmósfera
(Atm) a temperatura ambiental 25 °C.
Así 1 atm =760 mmHg =760Torr
Ejemplo: Manejo de las equivalencias de presión.
Si tenemos las siguientes presiones en mmHg y
atm A) 1,50 atm. B)120 mmHg
a)? mmHg
= (1,50atm) 760mmHg/1atm = 1140mmHg (Regla de tres simple)
b)? atm. = 120mmHg x 1
atm/ 760mmHg = 0,15 atm. (Regla matemática de tres simple
La ley de Boyle - Mariotte
Boyle, Químico, diseñó un tubo en forma de jota
lleno de mercurio. Boyle y el francés Mariotte, descubrieron lo siguiente:
El volumen de un gas aumenta la presión y
disminuye el volumen, permaneciendo constante la temperatura.
Podemos definirlo brevemente, diciendo que la
presión es inversamente proporcional al volumen si la temperatura permanece
constante, que es una relación inversa. Formula:
P1 / P2 = V2/
V1 o P1 x V1
= P2 x V2, donde P= presión, V= volumen, donde 1 son
iniciales y 2 finales respectivamente
Ejemplo:
Supongamos
que tenemos un volumen inicial, de 50 ml a una presión de 1 atm ¿Cuál será el volumen
final(V2), si la presión aumenta a 2 atm (P2)? (Supongamos
que la temperatura es constante).
V1 = 50ml, V2=?, P1
= 1,0 atm, P2= 2,0 atm, Entonces escribimos la fórmula de Boyle – Mariotte
P1 x V1 = P2 x V2, despejamos el
volumen final(V2) y nos da el siguiente volumen final
V2 = P1 x V1 /
P2, esto implica que sustituimos todos los datos anteriores y tenemos
el resultado siguiente:
V2 = 1 atm x
50ml / 2 atm = 25 ml
|
Observe en el
grafico los cambios de presión y de volumen que es inversamente
proporcional si aumenta el volumen disminuye la presión o viceversa |
Ley de Charles – Gay Lussac
Charles y Gay Lussac, descubrieron, Que si la
presión permanece constante, el gas se
expande al aumentar la temperatura y se encoge cuando la temperatura disminuye En la vida actual lo podemos observar con el
siguiente ejemplo: Si un vehículo se desplaza a grandes velocidades, las
llantas se expanden y el aire en su interior está caliente.
|
En el
grafico se observa dos termómetros iguales, pero con mediciones diferentes |
Variación de la temperatura de Celsius a
Kelvin, Equivalencia de unidades
Un kelvin cubre el mismo intérvalo de temperatura
que un grado Celsius. La relación entre las dos escalas de temperatura es:
0K = 0C + 273 o oC = oK
– 273, Son las fórmulas para el cambio de equivalencia de Celsius a kelvin o
Kelvin a Celsius
Entonces el anuncio de la ley Charles – Gay
Lussac
En Kelvin, el volumen de un gas varia su
temperatura directamente proporcional,
si la presión permanece constante. Esto quiere decir, que la temperatura es
inversamente proporcional a su volúmen
Formula: V1 x T2 = V2
x T1
Ejemplo:
Un gas de 270C ocupa un volumen de
1000ml ¿Cuál sería su volumen final a 1270C?
(Supongamos que las presiones permanecen
constantes)
Primero tenemos que cambiar la temperatura de
grado centígrado a Kelvin:
V1 = 1000ml, V2=?, T1=
27 + 273= 300 0K, T2 = 127 + 273 = 4000K.
Sustituimos los datos del ejemplo, siempre usando
el despeje matemático del volumen final y la formula nos queda:
V1 x T2 / T1 =
V2, entonces V2= 1000ml x 400 0K / 300 0K
=1333ml
V2 = 1333ml, con esto se debe
esperarse, si se aumenta la temperatura aumenta el volumen del gas, esto es una
relación directa.
|
Observa los
globos se observa el volumen y la temperatura a presión constante |
Ley Combinada de los Gases
Ejemplo:
Un gas se mantiene en un contenedor cerrado a
volúmenes constantes. La presión del gas se baja desde 800mmHg hasta 750 mmHg.
La Temperatura del gas al comienzo del experimento es 50 oC ¿Cuál es
la temperatura final en oC?
V1 x P1 x T2 =
V2 x P2 x T1 si despejamos matemáticamente la
temperatura final nos queda
T2 = V2 x P2 x
T1 / P1 x V1 como los V1 = V2
son iguales, se elimina y nos queda finalmente,
T2 = P2 x T1 /
P1 esto implica que la T2
= 750mmHg x 50oC / 800mmHg = 46,8oC, y finalmente la
temperatura final es 46,8 oC.
|
Formula ley combinada |
Condiciones Normales(C.N.)
Cuando la temperatura y la presión están en
condiciones normales (C. N.) se refiere a que en el laboratorio se recrean
condiciones ideales que impiden que el gas, mantenga una perturbación ambiental,
siempre que mantengamos la temperatura del laboratorio en 25 oC y la
presión de 760 mmHg o a 1 atm. el volumen
de 22,4 ltr. A estas condiciones se les conoce como condiciones Normales.
|
Globo
aerostático que explica las leyes de los gases |
Si tenemos un gas colectado a una temperatura de 127oC, en un volumen de
10 ltr y una presión de 800mmHg ¿Cuál será la temperatura final si estamos trabajando
en C.N.(condiciones normales)?
Formula de la ley combinada: V1 x P1
x T2 = V2 x P2 x T1
T2 =?, T1 = 127 o
C, V1 = 10 ltr., P1 = 800mmHg, V1 = 10 ltr., V2
= 22,4 ltr., P2 = 760mmHg, despejamos la temperatura de la fórmula
de la ley combinada y nos queda lo siguientes.
T2 = V2 x P2 x
T1 / V1 x P1, sustituimos los datos del
ejercicio en la formula despejada y nos queda lo siguiente:
T2 = 22,4 ltr. X 760 mmHg x 127oC
/ 10 ltr. X 760 mmHg, resolvemos lo que se encuentra en el numerador de la ecuación
combinada y nos queda lo siguiente:
T2 = 2162048 / 7600 = 28,45 oC
Ley de las Presiones Parciales de Dalton
La Presión total de una mezcla de gases es la
suma de las presiones parciales de todos los gases en la mezcla. Esto quiere
decir que la presión de cada gas en una mezcla es independiente de los otros
gases presentes.
La fórmula es Pt = Pp (g)+ Pp(g), Pt= presión
total, Pp= presión parcial de los diferentes gases
Ejemplo: Se combina presiones parciales y ley
combinada
Tomando en cuenta, la presión del vapor de agua
es 71,88mmHg a 45oC. y el volumen de hidrogeno de 2 litros lo
recolectamos sobre agu a 45oC y a una presión de 700 mmHg ¿Cuál será
el volumen del gas en C.N.? Para calcular la presión del hidrogeno a un gas
seco, se resta la presión del vapor de agua (P H2O) a la presión
total de la botella de recolección(Ptotal)
PH2 = Ptotal – PH2O
PH2 =700mmHg – 71,88 mmHg =688,12
mmHg
P1 = 688,12
mmHg P2
=760 mmHg T2 = 273oK
V1 = 2 ltr. T1
= 45o C + 273 oK = 318oK
V2 =? Formula: V1 x P1
x T2 = V2 x P2 x T1
V2 = V1
x P1 x T2 / P2 x T1
V2 = 628,12
mmHg x 2 ltr. X 273oK/ 760mmHg x 318 oK = 1,4 ltr.
Cuestionario
Instrucciones
1.- La actividad se elaborará
de manera individual, debidamente identificada
con su nombre, con el nombre y apellido del estudiante, cédula de identidad,
sección
2.- Leer cuidadosamente
las preguntas para minimizar los errores durante la elaboración de la actividad
3.-Se recomienda
complementar la información con ayuda del libro o información electrónica y
guía que suministre el internet relacionado a la química de los gases.
Actividades y Preguntas
1. Cambie las temperaturas
siguientes a oC: Si tenemos a) 300oK, (valor: 1pto)
2. Cambie las temperaturas
siguientes a Kelvin: Si tenemos a) -10oC (valor: 1pto)
3. ¿Dados los siguientes datos para un gas, use
la ley de Boyle para determinar V2=?, P1=60mmHg, V1 =
90ml, P2 = 20 mmHg (Valor: 2pto)
4. ¿Dado los siguientes datos para un gas, use la
ley de Boyle, para determinar V2 =?, P1 = 2 atm. V1=250
ml, P2 = 400mmHg (Ojo: las unidades físicas, deben ser iguales) o
estará malo el ejercicio (Valor: 2pto)
5. Dado los siguientes datos para un gas, ¿use la
Ley de Charles para determinar T2=?, T1 =127oC, V1
= 0,5 ltr., V2 = 2 ltrs. (Exprese la repuestas en oC) (Valor:2ptos.)
6. Si tenemos un cilindro de
gas de oxígeno y esto fueron los resultados al transportarlo: V1=200ltr.,
en una temperatura inicial de T1= 327oC, y en T2=
-173oC, Calcular el volumen final del gas V2=? (valor: 2ptos)
Ley de Charles
7. Un neumático de carro se
llena de aire a una presión de 1560mmHg, a 20oC, ¿Cuál será la
presión del caucho después que se maneja el carro, y la temperatura del aire
aumenta a 34oC? Suponga que el volumen de los cauchos permanece
constante, lo cual sucede en una cámara de aire) (Valor:2pos) Ley Combinada
8. Si los pulmones pueden
mantener alrededor de 500ml de aire en C.N. Usted aspira profundamente y
retiene la respiración, entonces se sumerge en el océano a una profundidad en
la cual la temperatura es de 10 oC y la presión es de 1.31 atm.
¿Cuál es el volumen(V2)) del aire en sus pulmones ahora? (Valor: 3ptos)
Ley Combinada, C.N.: T= 298°K, P = 1 atm.
9. Supongamos que colectamos
una muestra de 750ml de gas oxígeno a través de agua a 22oC y 1,0
atm. ¿Cuál será el volumen del gas seco en Condiciones Normales (C.N.)? Si
asumimos que la presión de vapor de agua a 22oC es igual a la
presión 0,02atm. (valor: 3 ptos) Ley Combinada y Ley Parcial de Dalton
Criterios de Evaluación
|
Aspectos a Evaluar |
Ponderaciones |
|
|
Cumplimiento
de las Actividades Correctamente |
18 |
|
|
Puntualidad |
2 |
|
|
Total |
20 puntos |
|
|
||
No hay comentarios.:
Publicar un comentario