Gases

Quimica I

1. Gases; Leyes y aplicaciones. Grupo No. 1 José Mario Martínez. Kevin Miguel Gámez. William Josep Matamoros

2. Gas: Se denomina gas al estado de agregación de la materia que no tiene forma ni volumen propio. Son moléculas no unidas y expandidas y con poca fuerza de atracción. Entonces podemos decir que el gas es una sustancia cuyas moléculas están en contante movimiento las cuales ejercen presión y generan calor o temperatura.

3. Gases Los Gases: El estado gaseoso es un estado disperso de la materia, es decir, que las moléculas del gas están separadas unas de otras por distancias mucho mayores del tamaño del diámetro real de las moléculas, el volumen ocupado por el gas depende de la presión, la temperatura y de la cantidad o número de moles.

4. Propiedades de los gases: Las propiedades de la materia en estado gaseoso son:   I. 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.   II. Se dejan comprimir fácilmente. Al existir espacios intermoleculares, las moléculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen, cuando aplicamos una presión.

5. Propiedades de los gases: III. Se difunden fácilmente. Al no existir fuerza de atracción intermolecular entre sus partículas, los gases se esparcen en forma espontánea.   IV. Se dilatan, la energía cinética promedio de sus moléculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada.

6. Variables que afectan el comportamiento de los gases: PRESIÓN :  Es la fuerza ejercida por unidad de área. En los gases esta fuerza actúa en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente.    TEMPERATURA: Es una medida de la intensidad del calor, y el calor a su vez es una forma de energía que podemos medir en unidades de calorías. Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno frío, el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo frío . VOLUMEN: Es el espacio ocupado por un cuerpo.

7. Variables que afectan el comportamiento de los gases: DENSIDAD: Es la relación que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros.     CANTIDAD: La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa, usualmente en gramos. De acuerdo con el sistema de unidades (SI), la cantidad también se expresa mediante el número de moles de sustancia, esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular.

8. Existen 2 tipos de gases

9. Gas Real: Los gases reales son los que en condiciones ordinarias de temperatura y presión se comportan como gases ideales, pero si la temperatura es muy baja o la presión muy alta, las propiedades de los gases reales se desvían en forma considerable de las de gases ideales.   Gas Ideal: Un gas teórico compuesto de un conjunto de partículas puntuales con desplazamiento aleatorio que no interactúan entre sí se les llama gases ideales. Estos se definen:

10. Diferencias: 1. Un gas está formado por partículas llamadas moléculas. Dependiendo del gas, cada molécula está formada por un átomo o un grupo de átomos. Si el gas es un elemento o un compuesto en su estado estable, consideramos que todas sus moléculas son idénticas.   2. Las moléculas se encuentran animadas de movimiento aleatorio y obedecen las leyes de Newton del movimiento. Las moléculas se mueven en todas direcciones y a velocidades diferentes. Al calcular las propiedades del movimiento suponemos que la mecánica newtoniana se puede aplicar en el nivel microscópico. Como para todas nuestras suposiciones, esta mantendrá o desechara, dependiendo de sí los hechos experimentales indican o no que nuestras predicciones son correctas.

11. Diferencias: 3. El número total de moléculas es grande. La dirección y la rapidez del movimiento de cualquiera de las moléculas pueden cambiar bruscamente en los choques con las paredes o con otras moléculas. Cualquiera de las moléculas en particular, seguirá una trayectoria de zigzag, debido a dichos choques . 4. El volumen de las moléculas es una fracción despreciablemente pequeña del volumen ocupado por el gas. Aunque hay muchas moléculas, son extremadamente pequeñas. Sabemos que el volumen ocupado por una gas se puede cambiar en un margen muy amplio, con poca dificultad y que, cuando un gas se condensa, el volumen ocupado por el gas comprimido hasta dejarlo en forma líquida puede ser miles de veces menor. Por ejemplo, un gas natural puede licuarse y reducir en 600 veces su volumen.

12. Leyes de los Gases: Las primeras leyes de los gases fueron desarrollados a finales del siglo XVII, cuando los científicos empezaron a darse cuenta de que en las relaciones entre la presión, el volumen y la temperatura de una muestra de gas se podría obtener una fórmula que sería válida para todos los gases . Estos se comportan de forma similar en una amplia variedad de condiciones debido a la buena aproximación que tienen las moléculas que se encuentran más separadas, y hoy en día la ecuación de estado para un gas ideal se deriva de la teoría cinética. Ahora las leyes anteriores de los gases se consideran como casos especiales de la ecuación del gas ideal, con una o más de las variables mantenidas constantes.  

13. 4 leyes fundamentales: I. Ley de Boyle . “ muestra que, a temperatura constante, el producto entre la presión y el volumen de un gas ideal es siempre constante” .   Fue publicado en 1662. Se puede determinar experimentalmente con un manómetro y un recipiente de volumen variable. También se pueden encontrar a través del uso de la lógica, si un contenedor, con una cantidad fija de moléculas en el interior, se reduce en volumen, más moléculas impactan en los lados del recipiente por unidad de tiempo, provocando una mayor presión.

14. Ejemplo: Se tiene un volumen de 400 cm 3 de oxígeno a una presión de 380 mm de Hg. ¿Qué volumen ocupará a una presión de 760 mm de Hg, si la temperatura permanece constante? (Hg / Mercurio)   Según la expresión matemática:     =   V1 = 200 cm 3  

15. 2 da ley. Ley de Charles.  “A presión constante, el volumen de una masa dada de gas, varia directamente con la temperatura absoluta”.  La ley de Charles, o ley de los volúmenes, fue descubierta en 1678. Se mide en grados Kelvin. Esto se puede encontrar utilizando la teoría cinética de los gases o un recipiente con calentamiento o enfriamiento.

16. Ejemplo: Se tiene 3 moles de un gas ideal en un recipiente de 700 cm 3 a 12°C y calentamos el gas hasta 27°C. ¿Cuál será el nuevo volumen del gas?  Volumen inicial = 700 cm3  Temperatura inicial = 12 + 273 = 285 K  Temperatura final = 27 + 273 = 300 K Según la expresión matemática:   V2= 665cm3  

17. 3era Ley Ley de Gay-Lussac   “ A volumen constante, la presión de un gas es directamente proporcional a la temperatura”   Él fue un Químico y físico francés conocido por sus estudios sobre las propiedades físicas de los gases. Después de impartir la enseñanza en diversos institutos fue, desde 1808 hasta 1832, profesor de física en la Sorbona.

18. 4ta Ley Ley de Avogadro. "Volúmenes iguales de distintas sustancias gaseosas, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de moléculas .“ Es una de las leyes de los gases ideales. Toma el nombre de Amadeo Avogadro, quien en 1811 afirmo esta ley.

19. Aplicaciones: Gases medicinales: Son aquellos gases que por sus características específicas son utilizadas para el consumo humano y aplicaciones medicinales en instituciones de salud y en forma particular como: Oxigeno Óxido nitroso Aire medicinal   Otros gases: Helio, Dióxido de carbono, Nitrógeno .

20. Apps. Campos de aplicación más usuales. Terapia Respiratoria. Reanimación. Unidad de cuidados intensivos. Anestesia. Creación de atmosferas artificiales. Tratamiento de quemaduras.

21. Aplicación en la parte industrial Para la preparación y llenado de los tanques de oxígeno, nitrógeno, hidrogeno, helio, argón, acetileno, neón, freón, metano, etano, propano, butano, etc. que se usan en la industria en general, y algunos en medicina. En los hornos de secado de diferente clase, en las cámaras frigoríficas y cuartos fríos. En la criogenización. En la destilación de aceites esenciales para perfumería.

22. Aplicación en la parte industrial En la preparación de fideos y pastas en general, En la fase de esterilización de alimentos enlatados, En la liofilización de medicamentos, tales como hormonas, vacunas, antibióticos, vitaminas. En los reactores de síntesis orgánica, En el diseño y fabricación de plantas químicas para manufactura de síntesis orgánica, En maquinaria que trabaja con gases comprimidos y en anestesiología.

23. Conclusión: Como vemos las aplicaciones de los gases tienen múltiples concentraciones. Son utilizados para acelerar o frenar procesos, calentar, enfriar, alterar y preservar productos. Son "trabajadores invisibles" que llevan cabo servicios invaluables para el hombre y el medioambiente, tales como: mantener frescos los alimentos, ayudarnos a respirar, y limpiar y mejorar la calidad del agua, entre otros. En suma, los gases están involucrados en el mantenimiento de la salud y el mejoramiento de localidad de vida.

24. Agradecemos su atención " Sólo hay un bien: el conocimiento , sólo hay un mal: la ignorancia“ Sócrates…