INSTITUTO TECNOLOGICO “RUMIÑAHUI”
1.- DATOS INFORMATIVOS
Integrantes Christian Lopez Curso y paralelo: II bachillerato “C”
Machabalín Oscar Especialización: Químico biólogo
Alex Trujillo Institución: ITS “Rumiñahui”
Valeria Franco Profesor: Ing. Paulo Torres
Fecha de realización: 4 de noviembre /2010
2.- TEMA: LEY DE BOYLE Y MARIOTTE
2.1.- LEY DE BOYLE- MARIOTTE
Robert Boyle: físico y químico Irlandés (1627-1691).
Alrededor de 1660, sus experiencias consistieron básicamente en añadir mercurio a un tubo acodado suficientemente largo abierto por un extremo y provisto de una llave en el otro. Con la llave abierta vertía mercurio y su nivel en las dos ramas del tubo se igualaban. A continuación cerraba la llave y añadía sucesivamente cantidades de mercurio iguales, con lo cual, la presión a la que estaba sometido el gas encerrado en el otro extremo del tubo, aumentaba en igual proporción.
Mediante sucesivas medidas de la distancia entre los dos niveles alcanzados por el mercurio en ambas ramas del tubo, observó que la disminución del volumen del gas guardaba cierta relación con el aumento de la presión. Si doblaba el peso del mercurio, el volumen se reducía a la mitad, si lo triplicaba se reducía a la tercera parte y así sucesivamente. Un análisis cuidadoso de tales resultados experimentales le permitió, finalmente enunciar su ley.
Aun cuando Boyle no indicó explícitamente que la temperatura debía permanecer constante durante el experimento, el descubrimiento independiente efectuado por el físico francés Edme Mariotte (1630-1684) lo puso de manifiesto, completando así las conclusiones de Boyle.
Algunas investigaciones históricas han puesto de manifiesto que, en la interpretación de sus datos experimentales, Boyle dispuso de una importante ayuda: la lectura de un artículo en que dos científicos británicos, Henry Power y Richard Towneley proponían la relación P*V = constante. El propio Boyle lo reconoció públicamente sin pretender atribuirse la originalidad del descubrimiento, sin embargo, la historia sí que lo hizo, ignorando injustamente la aportación de Power y Towneley al estudio de los gases.
Boyle analizó la relación existente entre la presión y el volumen de una muestra de un gas, observando que cuando la temperatura se mantiene constante, el volumen (V) de una cantidad dada de gas, se reduce cuando la presión (P) total que se aplica, aumenta. Por el contrario, si la presión que se aplica decrece, el volumen del gas aumenta. Matemáticamente se puede expresar como:
P α 1/V
Es decir, la expresión señala la relación inversa entre presión y volumen, donde el símbolo α , significa proporcional a. Para cambiar el α por el de igualdad, se escribe:
P · V = K1
K1 = constante de proporcionalidad
El producto de la presión (P) y el volumen (V) de un gas a temperatura constante, es una constante (K1)
Por consiguiente, para una muestra de gas sometida bajo dos condiciones distintas, a temperaturas constantes, se tiene:
P1·V1 = P2 ·V2
Donde V1 y V2 son los volúmenes a las presiones P1 y P2 respectivamente.
Esta es una ley isotérmica, es decir a temperatura constante.
Esta ley se puede enunciar de la siguiente forma:
“A temperatura constante, una masa de gas ocupa un volumen que es inversamente proporcional a la presión ejercida sobre él”
¿Por qué ocurre esto?
Al aumentar el volumen, las partículas (átomos o moléculas) del gas tardan más en llegar a las paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de tiempo contra ellas. Esto significa que la presión será menor ya que ésta representa la frecuencia de choques del gas contra las paredes. Cuándo disminuye el volumen la distancia que tienen que recorrer las partículas es menor y por tanto se producen más choques en cada unidad de tiempo: aumenta la presión.
3.- OBJETIVOS.-
Luego de realizada la práctica, estaremos en capacidad de:
3.1.- Identificar el factor constante, el factor independiente y el factor dependiente en la demostración de la ley de Boyle y Mariotte, con su causa.
3.2.- Especificar si la relación es directa o inversa, con su causa y su respectiva consecuencia
4.-MATERIALES.-
4.1.- Jeringuilla 25 ml
4.2.-Ensendedor
5.-REACTIVOS QUIMICOS.-
6.- PARTE EXPERIMENTAL.-
6.1.- Experiencia con la jeringuilla sellada.-
a.- Sellamos el extremo terminal de la jeringuilla, la sometimos a presión ejercida por la mano y la soltamos.
Volumen inicial: 25 ml a 514 mm Hg
b.- Sacamos el Embolo y lo introducimos nuevamente en la jeringa para ponerlo a presión ambiente.
c.- Presionamos con gran fuerza el émbolo para obtener la mayor presión y menor volumen.
Volumen final= 5 ml
d.- Presionamos nuevamente la jeringuilla
Disminuyó el volumen en proporciones indirectas por el aumento de la presión.
e.- La ley de Boyle y Mariotte se cumple porque a mayor presión menor volumen y a menor presión menor volumen es decir la relación es inversamente proporcional.
Factor constante: temperatura (T)
Factor dependiente: volumen (V)
Factor independiente: presión (P)
g.- Determinamos que:
Temperatura: 292 ºK porque esa es la temperatura ambiente.
Presión inicial: 0.67 at debido a la presión en Ambato.
Presión final: 3.35 at ya que es la presión ejercida por la mano.
Volumen inicial: 0.025 Lit porque es el volumen de la jeringa.
Volumen final: 0.005 Lit debido a mayor presión el volumen disminuyó.
ºk= 19ºC+273ºK= 292º
P1= 514mm Hg x 1at/760 mm Hg= 0.67 at
V1= 25 cm3 x 1Lt/1000 cm3= 0.025Lt
V2= 5cm3x1Lt/1000cm3=0.005Lt
P2=V1xP1/V2
P2=0.025Ltx0.67at/0.005Lt
P2=3.35at
h.-Cálculo de la igualdad
V1xP1=V2xP2
0.025Ltx0.67at=0.005Ltx3.35at
0.0167Ltxat = 0.0167Ltxat
P2=V1xP1/V2
3.35at=0.025Ltx0.67 at/0.005Lt
3.35at=3.35at
i.- Cálculo de la constante K
V1xP1=V2xP2
0.025Ltx0.67at=0.005Ltx3.35at
0.0167Ltxat = 0.0167Ltxat
7.- CONCLUCIONES.-
Luego de realizada la práctica podemos obtener las siguientes conclusiones:
7.1.- Factor constante: temperatura (T)
Factor dependiente: volumen (V)
Factor independiente: presión (P)
7.2.-La relación es inversa ya que a mayor presión menor volumen.
8.- RECOMENDACIONES.-
8.1.- No traer comida al laboratorio.
8.2.- Tener cuidado al momento de utilizar los objetos en especial de cristal.
8.3.- Poner atención a clases.
9.- BIBLIOGRAFÍA.-
WALES, Jimmy. (2002), en: http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Boyle_y_Mariotte consultado el 7 de Octubre del 2009
10.- OBSERVACION DEL JEFE DE GRUPO O COORDINADOR.-
Note que se puso mayor atención y concentración en los experimentos.
11.- CALIFICACIÓN Y OBSERVACIONES DEL PROFESOR.-
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