Estado gaseoso

1. ESTADO GASEOSO

2. Se denomina gas al estado de agregación de la materia que bajo ciertas condiciones de temperatura y presión permanece en estado gaseoso. CONCEPTO

3. PROPIEDADES DE LOS GASES PRESIÓN MASA VOLUMEN TEMPERATURA Representa la cantidad de materia del gas y suele asociarse3 con el numero de moles ( n ) Se define como la fuerza por unidad de área F/A. la presión P de un gas es el resultado de la fuerza ejercida por las partículas del al chocar contra las paredes del recipiente Es el espacio en el cual se mueven las moléculas Es una propiedad que determina la dirección del flujo del calor

4. TEORÍA CINÉTICA DE LOS GASES Los gases están compuestos por partículas muy pequeñas llamadas moléculas. No existen fuerzas de atracción entre las moléculas de un gas. Las moléculas de un gas se encuentran constantemente en movimiento rápido chocan contra las paredes de un recipiente. Todas las colisiones moleculares son perfectamente elásticas en consecuencia no hay perdida de energía cinética en todo el sistema. La energía cinética promedio por molécula del gas es proporcional a la temperatura medida en kelvin y a la energía cinética promedio por molécula en todos los gases es igual a la misma temperatura

5. LEY DE LOS GASES LEY DE boyle En 1660 el químico ingles Robert Boyle ( 1627-1692) realizo una serie de experiencias que relacionaban el volumen y la presión de un gas , a temperatura constante. A temperatura constante, el volumen de una masa fija de un gas es inversamente proporcional a la presión que este ejerce. P1 P2 V2 V1 P1= presión inicial en atmosfera cm y mm de Hg V1= volumen inicial en L, ml o cm3 P2= presión final en atmosfera, mm o cm de Hg V2= volumen final en L, ml o cm3 T= constante

6. Ejemplo La presión que se ejerce sobre 50 L de un gas aumenta desde 20 atmosfera hasta 80 atmosferas calcular el nuevo volumen si la temperatura permanece constante P1= 20 atmosferas P2= 80 atmosferas V1= 50 L V2= ? T= constante P1 X V1 = P2 X V2 P1 X V1 = V2 P2 20a x 50 L= 12,5 L 80a

7. LEY DE CHARLES Físico Francés que realiza experimentos en 1787. La temperatura también afecta el volumen de los gases. A presión constante, el volumen de la masa fija de un gas dado es directamente proporcional a la temperatura absoluta o viceversa. V1 V2 T1 T2 V1= volumen inicial en L, ml y cm3 T1= temperatura inicial en grados kelvin V2= volumen final en L, ml y cm3 T2= temperatura final en grados kelvin P= constante

8. EJEMPLO Una muestra gaseosa tiene un volumen de 200cm3 a 200 o C . Calcular el volumen a 0 o C .Si la presión se mantiene constante. V1= 200 cm3 T1= 20 o C -- 293 o K V2= ? T2= 0 o C -- 273 o k P= constante V1 V2 T1 T2 V1 . T2 V2 T1 V2= 200cm3 . 273 o K 293 o K V2= 186,34 cm3

9. LEY DE GAY - LUSSAC En 1808 el químico francés J. L. Gay Lussac ( 1778-1850) logro establecer claramente la relación entre la presión y el volumen de un gas: Si el volumen de un gas no cambia mientras lo calentamos, la presión del gas aumenta en la misma proporción en que se incremente la temperatura. P1 P2 T1 T2 P1= presión inicial atmosfera, cm y en mm de Hg T1= temperatura inicial en grados kelvin P2= presión final en atmosfera, mm y en cm de Hg T2= temperatura final en grados kelvin V= constante

10. 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 k P1= 700 mm de Hg P2= ? T2= 100 o C -- 373 o C V= constante P1 P2 T1 T2 P1 . T2 P2 T1 P2 = 700mm . 373 o K 283 o K P2= 922,61 mm

11. LEY COMBINADA DE LOS GASES Las leyes de Boyle , Charles Gay- Lussac se pueden combinar en una ley que nos indica a la vez la dependencia del volumen de una cierta masa de gas con respecto a la presión y a la temperatura. Para una masa determinada de cualquier gas, se cumple que el producto de la presión por el volumen divido entre el valor de la temperatura es una constante P1 . V1 P2 . V2 T1 T2 P1= presión inicial P2= presión final V1= volumen inicial V2= volumen final T1= temperatura inicial T2= temperatura final

12. 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 . T2 P1 P2 D1= densidad inicial D2= densidad final T1= temperatura inicial T2= temperatura final P1= presión inicial P2= presión final

13. LEY DE DALTON O DE LAS PRESIONES PARCIALES John Dalton determino que cuando se ponen en un mismo recipiente dos o mas gases diferentes que no reaccionan entre si: La presión ejercida por la mezcla de gases es igual la suma de las presiones parciales de todos ellos PT= P1+P2+P3+P4……..

14. PROBLEMAS DE GASES HÚMEDOS Cuando se trata de resolver problemas de gases húmedos la ley de Dalton dice: La presión de un gas seco es igual a la presión total de la materia gaseosa, 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 80 ml y la presión de 80 ml de Hg calcular el volumen del gas seco en condiciones normales. (presión del vapor de agua a 30 o C es igual a 31,82 ml de Hg)

15. 1 Presión del gas seco = 80 mm de Hg – 31,82 mm de Hg ¨ ¨ = 768,18 mm de Hg 2 P1 . V1 P2 . V2 T1 T2 DATOS P1= 768,18 mm V1= 80 ml T1= 30 o C -- 303 o K P2= 760 mm T2= 273 o K V2= ?

16. P1 . V1 P2 . V2 T1 T2 V2 P1 . V1 . T2 T1 . P2 V2 718,18 mm . 80 ml . 273 o K 72, 85 ml 303 o K . 760 mm V2 72,85 ml v

17. PRINCIPIO DE AVOGADRO En 1811, Amadeo Avogadro encontro experimentalmente que volúmenes iguales de todos los gases medidos a las mismas condiciones de temperatura y presión contienen el mismo numero de moléculas 6,02 . 10 a la potencia 23

18. LEY DE GRAHAM O DE LAS DIFUSIONES GASEOSAS En 1829 Thomas Graham descubrió que los rangos de velocidad a los que los diferentes gases se difunden, bajo condiciones idénticas de T y P, son inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus densidades o también que el cociente de sus velocidades de difusión es inversamente proporcional es inversamente proporcional a la raíz cuadrada del cociente de sus masas moleculares V1 V2 D2 D1 TERMINOLOGÍA V1= velocidad de difusión inicial D2= densidad inicial V2= velocidad de difusión final D2= densidad final

19. 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