Fisicoqumica

Fisicoqumica https://www.youtube.com/watch?v=w-06bHmzHQ0

Estado gaseoso

GasSlido LquidoESTADO GASEOSOEstado de la materia que se caracteriza por tener una gran energa cintica interna debido a que la fuerza de repulsin intermolecular es mayor que la de atraccin, por eso los gases carecen de forma y volumen definido. Se define tambin como el estado catico de la materia.

Cambios de estado

ISOTERMASPROPIEDADES GENERALES -Toma la forma y el volumen del recipiente que lo contiene. -Se comporta similarmente ante los cambios de presin y temperatura pudindose comprimir o expandir fcilmente. -A bajas presiones y altas temperaturas los gases manifiestan un comportamiento ideal.

GAS IDEAL O PERFECTO -Gas imaginario que cumple exactamente con los postulados de la teora cintica molecular, o cuando cada unidad molecular se comporta en forma independiente de las otras. -Los gases manifiestan un comportamiento ideal a bajas presiones y altas temperaturas. LEYES DE LOS GASES IDEALES-LEY DE BOYLE-MARIOTTE (Proceso isotrmico) T = cte V 1/P

P1V1 = P2V2

PV = K

-LEY DE CHARLES (Proceso isobrico) P = cte V T

V1/ T1 = V2/ T2

-LEY DE GAY LUSSAC (Proceso iscoro) V = cte P T

P1/T1 = P2/T2

-LEY DE AVOGADRO A las mismas condiciones de presin y temperatura, volmenes iguales de gases diferentes contienen igual nmero de molculas pero diferente peso.

Para gas A VA = nA Para gas B VB = nB Si los gases ocupan igual volumen (VA = VB)

nA = nB

LEY GENERAL DE LOS GASES IDEALES (Proceso isomsico)

Deduccin de la frmula general: -Ley de Boyle: V 1/P -Ley de Charles: V T -Ley de Avogrado: V n

Combinando estas relaciones: V Si llamamos R a la constante de proporcionalidad

V = R

ECUACIN UNIVERSAL DE LOS GASES IDEALES

Relacin matemtica entre las cuatro variables de estado.

Ejemplo 1

Solucin

Ejemplo 2

Solucin

Aplicando Ec. Universal al estado 2:Aplicando Ec. Universal al estado 1:Igualando Ec (1) y Ec (2):

Ejemplo 3Solucin

MEZCLA DE GASES Se denomina mezcla gaseosa a la reunin de molculas de dos o ms gases sin que entre ellos se produzca una reaccin qumica. Se puede considerar a una mezcla como una sola masa uniforme

LEY DE DALTON (Presiones parciales) La presin total, en una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los gases componentes.

LEY DE AMAGAT (Volmenes parciales) El volumen total ocupado por una mezcla gaseosa, es igual a la suma de los volmenes parciales de sus gases componentes.

VAVBVCPPPCOMPOSICIN DE UNA MEZCLA GASEOSA-FRACCIN MOLAR (Xi)

-PORCENTAJE EN PESO (%W)

%Wi :Composicin en masa del componente i Wi : Masa del componente i Wt : Masa de la mezcla gaseosa

Ejemplo 4

Solucin

-PESO MOLECULAR PROMEDIO (Mt)

-FRACCIN DE PRESIN (Pi)

-FRACCIN EN VOLUMEN (Vi)

GASES HMEDOS El gas seco al mezclarse con el vapor de agua, forma lo que se llama gas hmedo. Pgh = Pgs + Pvapor

OXGENO MS VAPOR DE AGUAKClO3 CON PEQUEA CANTIDAD DE MnO2 PRESIN DE VAPOR (PV) Presin que ejerce el vapor de un lquido a una determinada temperatura.

PRESIN DE VAPOR SATURADO (PVtC) Mxima presin que ejerce el vapor de un lquido producido a una determinada temperatura, establecindose un equilibrio dinmico entre la evaporacin y la condensacin.

HUMEDAD RELATIVA (HR) Se emplea solo para vapor de agua, normalmente para indicar el grado de saturacin de vapor de agua en el medio ambiente o en un sistema aislado de aire hmedo

De la ecuacin anterior

Si el vapor est saturado: HR = 100%

Si el vapor no est saturado: HR < 100%

Ejemplo 5Se hace burbujear una muestra de gas nitrgeno a travs de agua lquida a 298 K, y luego se recoge en un volumen de 750 mL. Se encuentra que la presin total del gas, que est saturado con vapor de agua, es 98,7 kPa a 298 K. Qu cantidad de nitrgeno hay en la muestra?Solucin

Ejemplo 6En un tanque de volumen V1 se tiene aire hmedo a 20 C y 101,3 kPa y con una humedad relativa del 80,00%. Dicha masa de aire hmedo se traslada a un segundo tanque de volumen 1,000 m3 a una presin de 607,9 kPa y una temperatura de 25 C. En esta nueva situacin, el aire est saturado de vapor de agua al 100%. Despreciando el volumen de agua que condensa dentro del tanque:a) Calcular el volumen del primer tanqueb) Calcular la masa de agua que ha condensado en el segundo tanque

Datos: Pv(H2O) a 20 C = 2,333 kPa; Pv(H2O) a 25 C = 3,173 kPaR = 8,3110-3 kPam3 /molKSolucin a) Los moles de aire son los mismos en las condiciones 1 y 2, y los calculamos en las condiciones 2: n = (607,9 - 3,173)1,000= 244,2 kmol 8,3110-3 298 lo que nos permite determinar V1: V1 = 244,28,3110-3 293 = 5,987 m3 (101,3 - 2,3330,80)b) Calculamos los moles de agua en la condiciones 1 y 2 y luego los restamos: n1 =0,82,3335,978= 4,583 kmol n2 = 3,1731.000= 1,282 kmol 8,3110-3293 8,3110-3298 Masa de agua condensada = (4,583 1,281)18 = 59,44 kg LEY DE DIFUSIN Y EFUSIN DE GRAHAM Difusin.-Es la mezcla gradual de molculas de un gas con las molculas de otro en virtud de sus propiedades cinticas.

Efusin.-Es el proceso mediante el cual un gas bajo presin escapa de un compartimiento de un recipiente a otro pasando a travs de una pequea abertura.

DifusinEfusin En 1846, Thomas Graham descubri que: A las mismas condiciones de presin y temperatura las velocidades de difusin y efusin de dos gases son inversamente proporcionales a la raz cuadrada de sus pesos moleculares o sus densidades.

Ejemplo 7Un gas desconocido que consta de molculas atmicas homonuclerares efunde con una velocidad que es 0,355 veces la del O2 a la misma temperatura. Determine la identidad del gas desconocidoSolucin

Sabiendo que es una molcual diatmica homonuclear, buscamos aquel elemento cuya masa molar sea la mitad de 254 es decir 227 g/mol por lo tanto el gas es I2