35765313 Unidad II Quimica II II Parte Gases 1

8/17/2019 35765313 Unidad II Quimica II II Parte Gases 1

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QUÍMICA GENERAL IIUNIDAD II.

M.Sc. Marianelly Esquivel A.

II PARTE. Gases


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QUÍMICA GENERAL IIUNIDAD II. M.Sc. Marianelly Esquivel A.

GASES


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•

Aunque diferentessustancias gaseosas puedantener muy distintaspropiedades químicas, secomportan de forma muy

similar en lo que a suspropiedades físicasrespecta

GASES


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Fórmula CaracterísticasHCN Muy tóxico, tenue olor a almendras

H2S Muy tóxico, olor a huevos podridos

CO Toxico, incoloro, inodoroCO2 Incoloro, inodoro

CH4 Incoloro, inodoro, inflamable

C2H4 Incoloro, madura la fruta

C3H

8Incoloro, gas embotellado

N2O Incoloro, olor dulce, gas de la risa

NO2 Toxico, pardo rojizo, olor irritante

NH3 Incoloro, olor penetrante

SO2 Incoloro, olor irritante

Algunos gases comunes a

temperatura ambiente


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• Se expandenespontáneamente hastallenar su recipiente.

• Son muy compresibles.

• Forman mezclashomogéneas sin importaridentidades ni lasproporciones relativas de

los gases componentes.

PROPIEDADES DE LOS GASES

Sólido Líquido Gas

¿ Fuerzasintermoleculares ?

http://d/Media/Movies/13M02AN1.MOVhttp://d/Media/Movies/13M02AN1.MOVhttp://d/Media/Movies/13M02AN1.MOV


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• Propiedades delos gases que sonmás fáciles de

medir.

PROPIEDADES DE LOS GASES

VOLUMEN

TEMPERATURA

PRESIÓN

• Hasta el momento se han estudiado el volumen y la

temperatura.


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• La fuerza (F (N)) que actúa sobre un áreadada (A (m2)).

P = FA

•

Los gases ejercen una presión sobrecualquier superficie con la que están encontacto

PRESIÓN


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•

Toda la materia sobre la tierraexperimenta una fuerza de atracciónque tira de ellos hacia el centro de laTierra.

• Las partículas de gas poseen muy pocamasa por lo que sus energías térmicasde movimiento vencen a las fuerzasgravitacionales.

• La atmósfera en su totalidad ejerce unapresión sobre la superficie creandouna “PRESIÓN ATMOSFÉRICA”.

PRESIÓN ATMOSFÉRICA


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•

Gravedad de la tierra produce una aceleración de 9,8 m/s2

.• Columna de aire con una sección transversal de 1m2, tiene

una masa cerca de 10000kg.

Fuerza = masa x aceleración

F = (10000 kg) (9,8 m/s2)

F = 1x105 N

P = 1x105 N / 1 m2 = 1 x105 Pa

1 N/m2 = 1 Pa

105 Pa = 1 bar


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•Barómetro: instrumento quemide la presión atmosférica.

• Tubo de más de 760 mm cerradoen un extremo.

• Se llena de mercurio y se inviertesobre un plato lleno de mercurio.

• Una parte sale y deja un vacío yla otra se mantiene en el.

Torricelli (1608-1647)


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Presión atmosférica estándar

• Presión normal a nivel del mar.

• Es la presión suficiente parasostener una columna de mercurio

de 760 mm de altura, que equivalea 1,01325x 105 Pa.

•

Existen otras unidades parapresión:

1 atm = 760 mm Hg = 1.01325x105 Pa

También 1 mm Hg = 1 torr


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Medición de presión

• Manómetro: aparato que se utiliza paramedir la presión de gases encerrados,

aplica el mismo principio del barómetro.

• La presión del gas es mayor quela presión atmosférica.

• La diferencia entre las alturasnos indica el exceso de presión.

P gas = P atmosférica + (diferencia de altura)


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Leyes de los gases

• Para definir la condición física o estado de un gas se debendefinir cuatro variables:

• Las ecuaciones que expresan las relaciones entre estas

variables se conocen como LEYES DE LOS GASES.

Presión (P)

Temperatura (T)Volumen (V)Número de moles (n)


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LEY DE BOYLEPRESIÓN – VOLUMEN

• Robert Boyle (1627-1691)

El volumen de una cantidad fija de gas mantenida atemperatura cte. es inversamente proporcional a la presión.

V = constante x 1/P o PV = constante

http://d/Media/Movies/12M02VD1.MOV


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Presión - Volumen

V = constante x 1/P o PV = constante


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Gráficamente

V

P

V

1 / P


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LEY DE CHARLESTEMPERATURA – VOLUMEN

• Jacques Charles (1746-1823)

El volumen de una cantidad fija de gas a presión constante es

directamente proporcional a su temperatura absoluta.

V = constante x To

V / T = constante


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Temperatura - Volumen

Balones inmersos en nitrógeno

líquido a -196 ºC


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Gráficamente

V

T-273º C

Volumen

cero


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Thomson (Lord Kelvin)

• Propuso una escala de temperaturaabsoluta.

•

Su referencia es el cero absoluto, laausencia de toda energía témica.

• 0 K denominado cero absoluto equivale

a -273,15 C.

• Si la temperatura aumenta de 200 K a400 K, el volumen aumenta el doble.

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Celsius_kelvin_estandar_1954.png


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LEY DE AVOGADROCANTIDAD – VOLUMEN

• Joseph Gay-Lussac (1778-1823) / Amadeo Avogadro(1776-1856).

El volumen de un gas mantenido a temperatura y presiónconstantes es directamente proporcional al número demoles del gas

V = constante x n


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Cantidad - Volumen


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ECUACIÓN DEL GAS IDEAL

• Ley de Boyle V α 1/P (n, T constantes)• Ley de Charles V α T (n, P constantes)• Ley de Avogadro V α n (P, T constantes)

Al combinarlas: P V = n R T

R = cte. de los gases ideales

GAS IDEAL: gas hipotético cuyo comportamiento depresión, volumen y temperatura se describe con dicha

ecuación.


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Constante de los gases ideales• El valor y las unidades de R

dependen de las unidades de P,V, n y T

• La temperatura “siempre” se

expresa como temperaturaabsoluta

• n se expresa en moles.

• P por lo general se expresa enatm

• V por lo general se expresa en L

Unidades Valornumérico

L atm / mol K 0,08206

J / mol K 8,314

cal / mol K 1,987

m3 Pa / mol K 8,314

L torr / mol K 62,36


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TPE

• Temperatura y Presión Estándar

• Temperatura estándar: 0ºC (273 K)

• Presión estándar: 1 atm

El volumen que ocupa un mol de un gas ideal a TPEes 22,41 L se denomina volumen molar de un gas

ideal a TPE.


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P V = n R TP = 1.3 atm

V = 250 mL

T = 31ºC

n = ??R = 0,0821 L atm / mol K

L

K

n = P V / R T

(1,3 atm) ( 0,250 L)

(0,0821 L atm / mol K ) (304 K)n =

n = 0,013 mol CO2

• El carbonato de calcio CaCO3 (s) se descompone al calentarse para dar

CaO (s) y CO2 (g). Se descompone una muestra de CaCO3 y el dióxido decarbono se capta en un matraz de 250mL. Una vez que ladescomposición ha llegado a su fin, el gas tiene una presión de 1,3 atmy una temperatura de 31 C. ¿Cuántos moles de CO2 se generaron?


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Ecuación gas ideal – Leyes de los gases

• Ley de Boyle V α 1/P (n, T constantes)

• Ley de Charles V α T (n, P constantes)

•

Ley de Avogadro V α n (P, T constantes)

PV = nRT (n, T constantes) P V = cte

PV = nRT (n, P constantes) V / T = cte

PV = nRT (P, T constantes) V / n = cte


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P V = cte

• Los valores de P y V pueden cambiar, pero el producto no vaa cambiar.

P1 V1 = P2 V21 corresponde al estado inicial

2 corresponde al estado final

• Conociendo tres de los valores se despeja el desconocido.


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V / T = cte

• Los valores de V y T pueden cambiar, pero el producto no vaa cambiar.

V1 / T1 = V2 / T21 corresponde al estado inicial




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V / n = cte•

Los valores de V y n pueden cambiar, pero el producto no vaa cambiar.

V1 / n1 = V2 / n2

1 corresponde al estado inicial




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Ejemplo

• La presión del gas dentro de una lata de aerosol es de 1,5atm a 25ºC.

•

Suponiendo que el gas del interior obedece la ecuacióndel gas ideal, ¿cuál sería la presión si la lata se calentara a450ºC?


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QUÍMICA GENERAL II

P1 = 1,5 atm

T1 = 298 K

P2 = ?

T2 = 723 K

P V = n R T P V = cte P1 V1 = P2 V2

P2 = P1 V1 / V2

( 1,5 atm ) ( 723 K )(298 K )

P2 = = 3,6 atm

• La presión del gas dentro de una lata de aerosol es de 1,5atm a 25ºC. Suponiendo que el gas del interior obedece

la ecuación del gas ideal, ¿cuál sería la presión si la latase calentara a 450ºC?

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