ESTADO GASEOSO

Se denomina gas al estado de agregación de la materia quebajo ciertas condiciones de temperatura y presiónpermanece en estado gaseoso.

CONCEPTO

PROPIEDADES DE LOS GASES

PRESIÓNMASA VOLUMEN TEMPERATURA

Representa lacantidad demateria del gas ysuele asociarse3con el numero demoles ( n )

Se define comola fuerza porunidad de áreaF/A. la presión Pde un gas es elresultado de lafuerza ejercidapor las partículasdel al chocarcontra lasparedes delrecipiente

Es el espacio enel cual semueven lasmoléculas

Es unapropiedad quedetermina ladirección delflujo del calor

TEORÍA CINÉTICA DE LOS GASES

• Los gases están compuestos por partículas muy pequeñas llamadasmoléculas.

• No existen fuerzas de atracción entre las moléculas de un gas.

• Las moléculas de un gas se encuentran constantemente en movimientorápido chocan contra las paredes de un recipiente.

• Todas las colisiones moleculares son perfectamente elásticas enconsecuencia no hay perdida de energía cinética en todo el sistema.

• La energía cinética promedio por molécula del gas es proporcional a latemperatura medida en kelvin y a la energía cinética promedio pormolécula en todos los gases es igual a la misma temperatura

LEY DE LOS GASESLEY DE boyle

En 1660 el químico ingles Robert Boyle ( 1627-1692) realizo una serie deexperiencias que relacionaban el volumen y la presión de un gas , a temperaturaconstante.

A temperatura constante, el volumen de una masa fija de un gas esinversamente proporcional a la presión que este ejerce.

P1 P2V2 V1

P1= presión inicial en atmosfera cm y mm de HgV1= volumen inicial en L, ml o cm3P2= presión final en atmosfera, mm o cm de HgV2= volumen final en L, ml o cm3T= constante

Ejemplo

La presión que se ejerce sobre 50 L de un gas aumenta desde 20 atmosfera hasta80 atmosferas calcular el nuevo volumen si la temperatura permanece constante

P1= 20 atmosferasP2= 80 atmosferasV1= 50 LV2= ?T= constante

P1 X V1 = P2 X V2

P1 X V1 = V2P2

20a x 50 L= 12,5 L80a

LEY DE CHARLES

Físico Francés que realiza experimentos en 1787. La temperatura también afectael volumen de los gases.

A presión constante, el volumen de la masa fija de un gas dado esdirectamente proporcional a la temperatura absoluta o viceversa.

V1 V2T1 T2

V1= volumen inicial en L, ml y cm3T1= temperatura inicial en grados kelvinV2= volumen final en L, ml y cm3T2= temperatura final en grados kelvinP= constante

EJEMPLO

Una muestra gaseosa tiene un volumen de 200cm3 a 200 o C . Calcular elvolumen a 0 o C .Si la presión se mantiene constante.

V1= 200 cm3T1= 20 o C -- 293 o KV2= ?T2= 0 o C -- 273 o kP= constante

V1 V2T1 T2

V1 . T2 V2T1

V2= 200cm3 . 273 o K293 o K

V2= 186,34 cm3

LEY DE GAY - LUSSAC

En 1808 el químico francés J. L. Gay Lussac ( 1778-1850) logro establecerclaramente la relación entre la presión y el volumen de un gas:

Si el volumen de un gas no cambia mientras lo calentamos, la presión delgas aumenta en la misma proporción en que se incremente latemperatura.

P1 P2T1 T2

P1= presión inicial atmosfera, cm y en mm de HgT1= temperatura inicial en grados kelvinP2= presión final en atmosfera, mm y en cm de HgT2= temperatura final en grados kelvinV= constante

Ejemplo

Se dispone de un gas a 10 o C y la presión de 700 mm de Hg. Calcular la nueva presión cuando la temperatura se eleva a 100 o C, permaneciendo constante el volumen.

T1= 10 o C -- 283 o kP1= 700 mm de HgP2= ?T2= 100 o C -- 373 o CV= constante

P1 P2T1 T2

P1 . T2 P2T1

P2 = 700mm . 373 o K283 o K

P2= 922,61 mm

LEY COMBINADA DE LOS GASES

Las leyes de Boyle ,Charles Gay- Lussac se pueden combinar en una ley que nosindica a la vez la dependencia del volumen de una cierta masa de gas conrespecto a la presión y a la temperatura.

Para una masa determinada de cualquier gas, se cumple que el productode la presión por el volumen divido entre el valor de la temperatura esuna constante

P1 . V1 P2 . V2T1 T2

P1= presión inicialP2= presión finalV1= volumen inicialV2= volumen finalT1= temperatura inicialT2= temperatura final

DENSIDAD O PESO ESPECIFICO DE UN GAS

La densidad de un gas varia inversamente, con la temperatura absoluta y directamente con la presión

D1 . T1 D2 . T2P1 P2

D1= densidad inicialD2= densidad finalT1= temperatura inicialT2= temperatura finalP1= presión inicialP2= presión final

LEY DE DALTON O DE LAS PRESIONES PARCIALES

John Dalton determino que cuando se ponen en un mismo recipiente dos o masgases diferentes que no reaccionan entre si:

La presión ejercida por la mezcla de gases es igual la suma de laspresiones parciales de todos ellos

PT= P1+P2+P3+P4……..

PROBLEMAS DE GASES HÚMEDOS

Cuando se trata de resolver problemas de gases húmedos la ley de Daltondice:

La presión de un gas seco es igual a la presión total de la materiagaseosa, menos la presión de vapor de agua a dicha temperatura.

EJEMPLO

Se recogió un gas sobre agua a 30 o C. El volumen del agua recogido es 80ml y la presión de 80 ml de Hg calcular el volumen del gas seco encondiciones normales. (presión del vapor de agua a 30 o C es igual a 31,82 mlde Hg)

1

Presión del gas seco = 80 mm de Hg – 31,82 mm de Hg

¨ ¨ = 768,18 mm de Hg

2

P1 . V1 P2 . V2T1 T2

DATOS

P1= 768,18 mmV1= 80 mlT1= 30 o C -- 303 o KP2= 760 mmT2= 273 o KV2= ?

P1 . V1 P2 . V2T1 T2

V2 P1 . V1 . T2T1 . P2

V2 718,18 mm . 80 ml . 273 o K 72, 85 ml303 o K . 760 mm

V2 72,85 ml

v

PRINCIPIO DE AVOGADRO

En 1811, Amadeo Avogadro encontro experimentalmente que

volúmenes iguales de todos los gases medidos a las mismascondiciones de temperatura y presión contienen el mismonumero de moléculas

6,02 . 10 a la potencia 23

LEY DE GRAHAM O DE LAS DIFUSIONES GASEOSAS

En 1829 Thomas Graham descubrió que los rangos de velocidad a los que losdiferentes gases se difunden, bajo condiciones idénticas de T y P, soninversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus densidades otambién que el cociente de sus velocidades de difusión es inversamenteproporcional es inversamente proporcional a la raíz cuadrada delcociente de sus masas moleculares

V1 V2D2 D1

TERMINOLOGÍA

V1= velocidad de difusión inicialD2= densidad inicialV2= velocidad de difusión finalD2= densidad final

En la practica de la ley expuesta se enuncia así:

El cuadrado de la velocidad de difusión, de un gas, es inversamente proporcional a su densidad

(V1)2 (V2)2

D2 D1