Estado Gaseoso.pptx

Estado gaseoso
Propiedades fìsicas, quimicas, cambios de estado.
El gas real, gas ideal.
Diferencias entre gas ideal y gas real.
Ejercicios.

1. INTEGRANTES : Tomas Meza Marioreth Zamira Valencia Guarda Dayanna Lisbeth Vásquez S aenz Brenda Giannina Vicuña Villavicencio Yamilet Brisa Yanac Ríos Piero Alessandro DOCENTE : Guerra Lazo Cayo Eduardo UNIVERSIDAD NACIONAL JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA y metalurgia INGENIERÍA QUÍMICA

2. 01 Estado gaseoso

3. Se llama estado gaseoso a un estado de la materia que consiste en el agrupamiento de átomos y moléculas con poca fuerza de atracción entre sí o en expansión, lo que significa que no pueden unirse totalmente. Las partículas de las sustancias en estado gaseoso tienen muy poca fuerza de atracción entre sí, por lo que se expanden a lo largo y ancho del contenedor en el que se encuentran y se adaptan a su forma. Esto se debe a que vibran con mucha mayor energía y velocidad que en los líquidos o los sólidos. Debido a esta cohesión casi nula que tienen las partículas de los gases, estos poseen una enorme capacidad para ser comprimidos La materia en estado gaseoso se llama gas. La palabra gas deriva de la voz latina chaos que significa “caos”. Fue acuñada por el químico Jan Baptista van Helmont en el siglo XVII.

4. Propiedades fisicas: • No tienen forma definida. • No tienen volumen definido. • Son altamente compresibles. • Los gases son fluidos. • Su peso total es menor y son menos afectadas por la gravedad. • Los gases pueden ser más o menos densos que el aire. • El sabor, olor y color de los gases depende de los elementos químicos que los conforman. • Los gases se difunden con rapidez. Propiedades quimicas: Los átomos y moléculas de un gas se hallan alejadas entre sí. Pueden ser inertes, otros inflamables, corrosivos o tóxicos.

5. Cambios de estado: • Evaporación • Ebullición • Sublimación • Sublimación inversa • Condensación Factores que afectan: • Volumen (V) • Presión (P) • Temperatura (T) • Cantidad • Densidad L eyes generales: Ley de Boyle-Mariotte • Ley de Charles • Ley de Gay-Lussac • Ley de Avogadro

6. Gas real 02

7. Existen en la naturaleza, sus moléculas están sujetas a las fuerzas de atracción y repulsión. Las fuerzas de atracción son despreciables cuando están a bajas presiones y altas temperaturas. Estos no se expanden infinitamente. Ya que entre sus átomos y moléculas se establecen, las fuerzas de Van der Waals, que se debe a los cambios aleatorios de sus cargas electrostáticas.  El comportamiento de un gas concuerda con el comportamiento ideal cuando mas sencilla es su fórmula  química  y menor su reactividad. Como los gases nobles que al ser monoatómicos y tener baja reactividad, tienden a tener un comportamiento cercano al ideal. Les siguen los gases diatómicos. Menos ideales serán los triatómicos como el dióxido de carbono, y el caso del vapor de agua. Dentro de los gases orgánicos, el metano tiene un comportamiento más ideal pero se irá perdiendo a medida que se engrosa la cadena de carbono. La concordancia con la idealidad puede aumentar a bajas presiones o altas temperaturas.

8. Donde: a y b son constantes particulares de cada gas, independientes de la presión y temperatura. Por ejemplo para el H2 : a = 0,244 [atm-L2 / mol2] , b = 0,0266 [L / mol] Las leyes empíricas obtuvieron una base microscópica. El volumen de un gas refleja la distribución de posiciones de las moléculas que lo componen. La variable macroscópica V representa el espacio disponible para el movimiento de una molécula. La presión de un gas que puede medirse con manómetros, registra el cambio medido de momento lineal que experimentan las moléculas al chocar contra las paredes y rebotar en ellas. La temperatura del gas es proporcional a la energía cinética media de las moléculas, por eso depende del cuadrado de su velocidad. Ecuación de Van der Walls para un gas real:

9. Diferencias Hay Entre Gas Real y Gas Ideal. El gas es una materia de pequeña densidad que no posee volumen ni formato propio, sino que se adapta al bol, contenedor o frasco donde se conserve. Los gases están formados por átomos y moléculas que interactúan entre sí a través de fuerzas intermoleculares y ocupan un volumen finito. Por los principios de presión, volumen y temperatura es posible distinguir al gas real del gas ideal.

10. Don't forget ... Principales diferencias entre gas ideal y gas real   GAS IDEAL   GAS REAL El gas ideal obedece todas las leyes de los gases en todas las condiciones de presión y temperatura El gas real obedece las leyes de los gases solo en condiciones de baja presión y alta temperatura. Obedecen a la ecuación del gas real de Vanderwaal. El volumen ocupado por las moléculas es despreciable respecto al volumen total. El volumen ocupado por las moléculas no es despreciable respecto al volumen total. No hay fuerzas intermoleculares de atracción. Hay fuerzas de atracción o de repulsión entre las partículas. Es un gas teórico. Existe en la naturaleza a nuestro alrededor. Tiene una presión elevada. Tiene un término de corrección de la presión en su ecuación y la presión real es menor que la del gas ideal. PV = nRT (P+an2v2) (V-nb) = nRT Las moléculas chocan entre sí elásticamente. Las moléculas chocan entre sí de forma inelástica.

11. Gases ideales 03

12. CONCEPTO Un gas ideal se llama gas hipotético o gas teórico, y consiste en moléculas que se mueven al azar y no interactúan entre sí. Su energía cinética es proporcional a la temperatura. Las colisiones entre las partículas que lo componen (entre ellas y el recipiente o recipiente) son elásticas, es decir, conservan el momento y la energía cinética. Este es un concepto útil que puede ser analizado por la mecánica estadística, a través de una ecuación de estado simplificada conocida como la "ley de los gases ideales". Muchos gases reales conocidos por la química se comportan a temperatura y presión ambiente como gases ideales, al menos desde un punto de vista cualitativo. Esto les permite ser estudiados como gases ideales dentro de un número razonable de parámetros. Sin embargo, el modelo de gas ideal tiende a fallar a bajas temperaturas y altas presiones, porque en estas condiciones las interacciones gas-moleculares son importantes y los vacíos intermoleculares no se pueden medir. Sin embargo, este modelo no es adecuado para gases pesados ​​como el refrigerante, pero funciona bien con gases ligeros como el hidrógeno molecular (H2) y algunos gases pesados ​​como el dióxido de carbono (CO2).

13. T IPOS Existen tres tipos básicos de gases ideales, de acuerdo al tipo de enfoque físico elegido para su planteamiento: Gas ideal de Maxwell-Boltzmann . A su vez puede ser: gas ideal termodinámico clásico o gas ideal cuántico, dependiendo del enfoque físico aplicado en su estudio. Gas ideal cuántico de Bose . Está compuesto por bosones, que son un tipo de partículas elementales. Por ejemplo: los fotones, que son partículas que portan radiación electromagnética como la  luz visible , son un tipo de bosón. Gas ideal cuántico de Fermi . Está compuesto por fermiones, que son otro tipo de partículas elementales. Por ejemplo: los electrones, que son una de las partículas que constituyen los  átomos , son un tipo de fermión.

14. Propiedades Algunas de las principales propiedades de los gases ideales son: Poseen siempre un mismo número de moléculas. No tienen fuerzas de atracción o repulsión entre sus moléculas. No pueden experimentar transiciones de fase (gas líquido, gas sólido). Las moléculas del gas ideal ocupan siempre el mismo volumen a las mismas condiciones de presión y temperatura .

15. LEY DE BOYLE Para poder demostrar su teoría Boyle realizó el siguiente experimento: Él inyectó gas dentro de un envase con un émbolo y verificó las diferentes presiones que se manifestaban al bajar el émbolo, ya que al hacer esto, la presión sobre el gas se incrementará proporcionalmente, al decrecimiento de su volumen. Con lo cual dedujo la siguiente fórmula: “la presión de una cantidad fija de un gas a temperatura constante es inversamente proporcional al volumen del gas. LEYES DE LOS GASES IDEALES

16. Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenido a una presión constante, mediante una constante de proporcionalidad directa. En esta ley, Charles dice que a una presión constante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura el volumen del gas disminuye. LEY DE CHARLES

17. LEY DE GAY - LUSSAC Corresponde a las trasformaciones que sufre un gas ideal cuando el volumen permanece constante. A raíz de su análisis, genera la siguiente fórmula: Cuando se aumenta la cantidad de gas dentro de un recipiente, va a existir mayor número de moléculas, lo que originará un alza en la frecuencia de las colisiones contra las paredes del envase, lo que conlleva a que la presión dentro del envase sea mucho mayor que la exterior, provocando que el émbolo se dirija hacia arriba súbitamente. Esta ley se refiere a volúmenes iguales de distintas sustancias gaseosas, medidos en las , mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo , número de partículas LEY DE AVOGRADO

18. ECUACION DEL GAS IDEAL La ecuación conocida como ecuación del gas ideal, explica la relación entre las cuatro variables P (Presión), V (Volumen), T (Temperatura) y n (Cantidad de sustancia). Un gas ideal es un gas hipotético cuyo comportamiento de presión, volumen y temperatura se puede describir completamente con la ecuación del gas ideal.

19. PROBLEMAS 04

20. Ejercicio Una masa de hidrógeno gaseoso ocupa un volumen de 0.7 litros a una temperatura de 28 °C y a una presión absoluta de 850 mm de Hg. ¿Cuál será su presión absoluta si su temperatura aumenta a 98°C y su volumen es de 1.6 litros? Datos : P 1 = 850 mm de Hg V 1 = 0.7L T 1 = 28°C + 273 = 301K V 2 = 1.6L T 2 = 98°C + 273 = 371K