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
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