INDICE

1. MEDIDAS EN GASES

2. GASES IDEALES

2.1. LEY DE BOYLE

2.2. LEY DE CHARLES Y GAY LUSSAC

a) LEY DE AVOGADRO

b) ECUACION UNIVERSAL DE LOS GASES

2.3. LEY DE LAS PRESIONES PARCIALES DE DALTON

a) MASA MOLAR MEDIA

b) RECOGER UN GAS SOBRE AGUA

c) DIFUSIN

2.4. LEY DE DIFUSIN DE GRAHAM EFUSIN

3. TEORA CINTICA DE LOS GASES

3.1. MODELO MOLECULAR PARA LA LEY DE AVOGADRO

3.2. MODELO MOLECULAR PARA LA LEY DE BOYLE

3.3. MODELO MOLECULAR PARA LA LEY DE CHARLEY Y GAY LUSAC

3.4. ECUAC. FUNDAMENTAL DE LA TEORA CINTICA

3.5. DESVIACIONES DEL COMPORTAMIENTO IDEAL

4. ECUACION DE VAN DER WAALS

INTRODUCCIONCuando estudiamos ladilatacinde losslidosy loslquidosno se hizomencin del efecto de lapresinsobre ellos, debido a que en ese temase considerodespreciable, noasen el calentamiento de gases, ya que unavariacinen lapresin origina cambiosconsiderables en la temperatura y en el volumen; por ejemplo en los tanques de gasbutanoque usan en sus casas, en los dirigibles, en los tanques de acetileno usados en lostallerespara soldar en, los tanques de oxigeno usado en los hospitales etc. -El estado gaseoso es un estado disperso de la materia, es decir, que las molculas del gas estn separadas unas de otras por distancias mucho mayores del tamao del dimetro real de las molculas. Resuelta entonces, que el volumen ocupado por el gas (V) depende de la presin (P), la temperatura (T) y de la cantidad o numero de moles (n).Se denomina gas al estado de agregacin de la materia que no tiene forma ni volumen propio. Su principal composicin son molculas no unidas, expandidas y con poca fuerza de atraccin, haciendo que no tengan volumen y forma definida, provocando que este se expanda para ocupar todo el volumen del recipiente que la contiene, con respecto a los gases las fuerzas gravitatorias y de atraccin entre partculas resultan insignificantes.

DEFINICIN La definicin de un gas puede ser muy simple y reducirse solo a decir:"Un gas es una sustancia cuyo volumen es igual al volumen del recipiente que lo contiene".Esto es cierto, los gases se expanden hasta ocupar todo el volumen del recipiente que lo contiene. Las molculas que constituyen un gas casi no son atradas unas por otras, por lo que se mueven en el vaco a gran velocidad y muy separadas unas de otras. Los gases no tienen forma definida, adoptando la de los recipientes que las contiene. Pueden comprimirse fcilmente, debido a que existen enormes espacios vacos entre unas molculas y otras. PROPIEDADES DE LOS GASES: 1. Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene. Un gas, al cambiar de recipiente, se expande o se comprime, de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente.

2. Se dejan comprimir fcilmente. Al existir espacios intermoleculares, las molculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen, cuando aplicamos una presin. 3. Se difunden fcilmente. Al no existir fuerza de atraccin intermolecular entre sus partculas, los gases se esparcen en forma espontnea.

4. Se dilatan, la energa cintica promedio de sus molculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada.

1. MEDIDAS EN GASESUn gas queda definido por cuatro variables:Cantidad de sustancia: moles

Volumen: lit., m3, cm3

Presin: atm, mm Hg o torr, Pa, bar

Temperatura: C, K

Unidades:

1 atm = 760 mm Hg = 760 torr = 1,013 bar = 1,013.105 Pa

K = C + 2731lit = 1dm3

Pa = N/m2 (Unidad del SI)

La presin se transmite uniformemente en todas las direcciones.

Presin:

Baromtrica (atmosfrica) Manomtrica: presin de un gas en un sistema cerrado

2. GASES IDEALESLos gases ideales son un tipo de gases especiales usados por la qumica para describir el comportamiento de los gases en funcin de su presin, temperatura, volumen y nmero de moles. Si bien actualmente la ley de los gases ideales ha sido sustituida por la ecuacin de estado para gases reales desarrollada por Johannes van der Waals (foto), ganador del premio Nobel de Fsica en 1910.

Qu es un gas ideal?

Un gas ideal es un gas cuyas molculas son bolas esfricas, sin fuerzas de repulsin y atraccin entre ellas que poseen unos choques perfectamente elsticos (un choque elstico es aquel en el se cumple el principio de conservacin del momento lineal del sistema). Los gases ideales son aproximaciones a los gases reales, que permiten describir con mayor facilidad el comportamiento de los gases reales, por ello no permiten describir con exactitud todos los gases.

Ley de los gases ideales

La ley de los gases ideales es una ecuacin que relaciona la temperatura, la presin, el volumen y el nmero de moles de un gas que es ideal. Por esto se suele ajustar mejor a los gases monoatmicos que son los que ms coinciden con las caractersticas del gas ideal. Esta ley se puede considerar un resultado producido a partir de cuatro leyes.

Estas son la ley de Boyle-Mariotte, que relaciona la presin con el volumen para gases con una temperatura constante y que posean el mismo nmero de moles; la ley de Charles, que relaciona el volumen con la temperatura para gases a presin constante y mismo nmero de moles; la ley de Gay- Lussac, que relaciona la presin con la temperatura para gases con volumen constante y mismo nmero de moles; y la ley de Avogadro que relaciona el volumen con el nmero de moles para gases que se encuentren a temperatura y presin constantes.

La ley de los gases ideales, enunciada por primera vez por mile Clapeyron, es:

Donde P es la presin del gas, V el volumen, n el nmero de moles, R la constante universal de los gases ideales y T la temperatura.

Leyes de los gases idealesLas primerasleyes de los gasesfueron desarrollados desde finales del siglo XVII, cuando los cientficos empezaron a darse cuenta de que en las relaciones entre la presin, el volumen y la temperatura de una muestra degas, en unsistema cerrado, se podra obtener una frmula que sera vlida para todos los gases. Estos se comportan de forma similar en una amplia variedad de condiciones debido a la buena aproximacin que tienen las molculas que se encuentran ms separadas, y hoy en da la ecuacin de estado para un gas ideal se deriva de lateora cintica. Ahora las leyes anteriores de los gases se consideran como casos especiales de la ecuacin del gas ideal, con una o ms de las variables mantenidas constantes.

Las leyes que rigen esta transformacin son:

2.1. LEY DE BOYLEBiografaLisemore, actual Irlanda, 1627-Londres, 1691) Qumico ingls, nacido en Irlanda. Pionero de la experimentacin en el campo de la qumica, en particular en lo que respecta a las propiedades de los gases, los razonamientos de Robert Boyle sobre el comportamiento de la materia a nivel corpuscular fueron los precursores de la moderna teora de los elementos qumicos. Fue tambin uno de los miembros fundadores de la Royal Society de Londres. Robert Boyle Nacido en el seno de una familia de la nobleza, Robert Boyle estudi en los mejores colegios ingleses y europeos. De 1656 a 1668 trabaj en la Universidad de Oxford como asistente de Robert Hooke, con cuya colaboracin cont en la realizacin de una serie de experimentos que establecieron las caractersticas fsicas del aire, as como el papel que ste desempea en los procesos de combustin, respiracin y transmisin del sonido. Los resultados de estas aportaciones fueron recogidos en sus Nuevos experimentos fsico-mecnicos acerca de la elasticidad del aire y sus efectos (1660). En la segunda edicin de esta obra (1662) expuso la famosa propiedad de los gases conocida con el nombre de ley de Boyle-Mariotte, que establece que el volumen ocupado por un gas (hoy se sabe que esta ley se cumple nicamente aceptando un terico comportamiento ideal del gas), a temperatura constante, es inversamente proporcional a su presin.

Ley de BoyleRelacin entre la presin y el volumen de un gas cuando la temperatura es constanteFue descubierta por Robert Boyle en 1662. Edme Mariotte tambin lleg a la misma conclusin que Boyle, pero no public sus trabajos hasta 1676. Esta es la razn por la que en muchos libros encontramos esta ley con el nombre de Ley de Boyle y Mariotte. La ley de Boyle establece que la presin de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante.

Al aumentar el volumen, las partculas (tomos o molculas) del gas tardan ms en llegar a las paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de tiempo contra ellas. Esto significa que la presin ser menor ya que sta representa la frecuencia de choques del gas contra las paredes.Cuando disminuye el volumen la distancia que tienen que recorrer las partculas es menor y por tanto se producen ms choques en cada unidad de tiempo: aumenta la presin.

APLICACIONESSirve para calcular la capacidad de una botella de aire comprimido y de esa forma saber que equipo nos har falta. Tambin sirve para calcular el consumo instantneo en una determinada profundidad y as saber el tiempo de inmersin que nos proporciona una botella.K = Pc x V K = Capacidad de aire de una botella (litros) Pc = Presin de carga de la botella ( bar, Kg/cm2, atmsferas) V = Volumen de la botella (litros)Ejemplo 1)Calcular la capacidad de una botella de 15 litros cargada a 200 atmsferas. K= 200 x 15 = 3.000 litrosEjemplo 2)Calcular la capacidad de una botella de 18 litros cargada a 220 atmsferas. K = 220 x 18 = 3.960 litrosEjemplo 3)Calcular que botella/s (cargada/s a 200 bar) nos har falta en una inmersin que hemos calculado un consumo de 2.400 litros. A) Utilizando la reserva. B) Sin llegar a utilizar la reserva. V = K Pc A) V = 2400 / 200 = 12 litros. B) V = 2400 / (200-50) = 16 litros.Ejemplo 4)Calcular el consumo de un buceador a 30 metros de profundidad (4 atmsferas) y que tiene un consumo en superficie (Cs) de 30 litros/minuto.Cf = Cs x P Cf = Consumo en el fondo Cs = Consumo en superficie P = Presin absoluta

Cf = 30 x 4 = 120 litros/minuto

1.2. LEY DE CHARLES Y GAY-LUSSACBIBLIOGRAFAJacques Alexandre Csar Charles, qumico, fsico y aeronauta francs, naci en Beaugency (Loiret) el 2 de noviembre de 1746 y falleci en Pars el 7 de abril de 1823. Al tener noticias de las experiencias de los hermanos Montgolfier con su globo aerosttico propuso la utilizacin del hidrgeno, que era el gas ms ligero que se conoca entonces, como medio ms eficiente que el aire para mantener los globos en vuelo.En 1783 construy los primeros globos de hidrgeno y subi l mismo hasta una altura de unos 2 km, experiencia que supuso la locura por la aeronutica que se desat en la poca.Su descubrimiento ms importante fue en realidad un redescubrimiento ya que en 1787 retom un trabajo anterior de Montons y demostr que los gases se expandan de la misma manera al someterlos a un mismo incremento de temperatura. El paso que avanz Charles fue que midi con ms o menos exactitud el grado de expansin observ que por cada grado centgrado de aumento de la temperatura el volumen del gas aumentaba 1/275 del que tena a 0C . Esto significaba que a una temperatura de -275 C el volumen de un gas sera nulo (segn dicha ley) y que no poda alcanzarse una temperatura ms baja.Dos generaciones ms tarde Kelvin fij estas ideas desarrollando la escala absoluta de temperaturas y definiendo el concepto de cero absoluto.Charles no pblico sus experimentos y hacia 1802 Gay-Lussac public sus observaciones sobre la relacin entre el volumen y la temperatura cuando se mantiene constante la presin por lo que a la ley de Charles tambin se le llama a veces ley de Charles y Gay-Lussac.Ley de Charles y Gay-Lussac (1)

El volumen de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta (a presin y cantidad de materia constantes).

V T (a n y P ctes) Transformacin isobrica

V = k.T

Ley de Charles y Gay-Lussac (2)La presin de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta (a volumen y cantidad de materia constantes).

P a T (a n y V ctes) Transformacin isocora

P = k.T

Ley de AvogadroHiptesis de Avogadro:Volmenes iguales de gases a la misma presin y temperatura contienen igual numero de molculasLey de Avogadro:El volumen de un gas a temperatura y presin constantes es proporcional al nmero de moles (n) del gasla Ley de Avogadro fue expuesta por Amedeo Avogadro en 1811 y complementaba a las de Boyle, Charles y Gay-Lussac. Asegura que en un proceso a presin y temperatura constante (isobaro e isotermo), el volumen de cualquier gas es proporcional al nmero de moles presente, de tal modo que:

Esta ley, descubierta por Avogadro a principios del siglo XIX, establece la relacin entre la cantidad de gas y su volumen cuando se mantienen constantes la temperatura y la presin. La cantidad de gas la medimos en moles. El valor de este nmero, llamado nmero de Avogadro es aproximadamente 6,01222121023 y es tambin el nmero de molculas que contiene una molcula gramo o mol Avogadro seal que las molculas de la mayora de los gases elementales ms habituales eran diatmicas (hidrgeno, cloro, oxgeno, nitrgeno, etc.), es decir, que mediante reacciones qumicas se pueden separar en dos tomos.

Al aumentar el nmero de molculas de un gas a presin y temperatura constantes, el volumen crece.Ejemplo: Si 0.222 mol de un gas ocupa un volumen de 5.13 L Cuntos moles habra en una muestra de gas cuyo volumen es de 7.47 L a la misma presin y temperatura?n1= 0.875 mol v1= 5.13 Ln2 = ? v2= 7.47 L n2= n1 V2 n2= 0.222 mol 7.47 L = 0.323 mol // V1 5.13 L

Sntesis del Agua Experimentalmente se comprueba que dos volmenes de hidrgeno reaccionan con un volumen de oxgeno para dar dos volmenes de agua. De acuerdo con la ley de Avogadro, la reaccin de sntesis del agua necesitara que dos molculas de hidrgeno reaccionaran con una molcula de oxgeno para obtener dos molculas de agua. La molcula de oxgeno tiene que estar formada al menos por dos tomos, para que por lo menos uno de ellos entre a formar parte de cada molcula de agua.Si suponemos que en un volumen de gas hay seis molculas, tenemos como reactivos 12 tomos de hidrgeno y 12 tomos de oxgeno Si obtenemos dos volmenes de agua (12 molculas), cada molcula de agua debe tener de frmula H2O

Ecuacin general de los gases ideales

1.3.

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