Ley de boyle, charles y gay lussac

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1. Características de los Gases

2. Comportamiento de los Gases Se Caracteriza por : No tener forma definida . Se comprime . Fuerza de cohesión . Se mueve con libertad . Ejerce Presión . Para estudiar su comportamiento es necesario conocer . El Volumen de un gas es el espacio que este ocupa. El gas tiene una forma variable y ocupa todas las paredes del recipiente. La Temperatura de un gas está relacionada con la velocidad de las partículas que constituyen el gas por lo que a mayor temperatura más velocidad. La presión de un gas es el número de choques de las partículas de un gas sobre las paredes de un recipiente. Cuantos más choques más presión.

3. Compuestos en condiciones atmosféricas normales Elementos Compuestos Molécula Nombre Molécula Nombre H 2 Hidrógeno CO 2 Dióxido de carbono N 2 Nitrógeno CO Monóxido de carbono O 2 Oxígeno CH 4 Metano O 3 Ozono NH 3 Amoníaco F 2 Flúor NO Óxido nitrico Cl 2 Cloro N 2 O Óxido nitroso He Helio NO 2 Dióxido de nitrógeno Ne Neón HF Fluoruro de hidrógeno Xe Xenón HCl Cloruro de hidrógeno Kr Kriptón HBr Bromuro de hidrógeno Rn Radón HI Yoduro de hidrógeno Ar Argón H 2 S Sulfuro de hidrógeno

4. LEYES DE LOS GASES LEY DE BOYLE LEY DE CHARLES LEY DE GAY LUSSAC

5. LEY DE BOYLE Fue descubierta por Robert Boyle en 1662. Edme Mariotte también llegó a la misma conclusión que Boyle , pero no publicó sus trabajos hasta 1676. Esta es la razón 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 presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante. El volumen es inversamente proporcional a la presión : Si la presión aumenta el volumen disminuye mientras que si la presión disminuye aumenta el volumen FORMULA: P · V = k Donde: P es  presión V es  Volumen k es una  constante  que nos indica cuando la temperatura y masa son constantes. Esta fórmula también puede ser utilizada para poder determinar el  cambio de presión  o  temperatura  durante una  transformación isotérmica  de la siguiente manera: P1 · V1 = P2 · V2 Esto quiere decir, que el producto entre la  presión inicial  y el  volumen  inicial es igual al producto de la presión final por el volumen final.

6. EJEMPLO: Calcular el volumen que ocupará un gas, que está ocupando un volumen de 3.75 litros, a una presión de 2 at si se le aplica una presión de 3.5 at. V 1  = 3.75 l P 1  = 2 at V 2  = ? P 2  = 3.5 at Como V 1 P 1  = V 2P2 = k Calculamos la constante del sistema: V 1 P 1 = k = (3.75)(2) = 7.5 Despejamos V 2: V 2  = k/P 2  = 7.5/3.5 = 2.143 litros

7. LEY DE CHARLES En 1787, Jack Charles estudió por primera vez la relación entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presión constante y observó que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el volumen disminuía. Cuando aumentamos la temperatura del gas las moléculas se mueven con más rapidez y tardan menos tiempo en alcanzar las paredes del recipiente. Esto quiere decir que el número de choques por unidad de tiempo será mayor. Es decir se producirá un aumento (por un instante) de la presión en el interior del recipiente y aumentará el volumen (el émbolo se desplazará hacia arriba hasta que la presión se iguale con la exterior).

8. EJEMPLO : Un gas ocupa un volumen de 5,5 litros a una temperatura de -193 ºC . Si la presión permanece constante, calcular a qué temperatura en volumen sería de 7,5 litros. Solución: ya que relacionamos temperatura con volumen a presión constante, aplicamos la Ley de Charles: V1 / T1 = V2 / T2, donde: T1 = -193ºC → 273 + (-193) = 80 K V1 = 5,5 litros, V2 = 7,5 litros Despejamos la incógnita T2 : V1 / T1 = V2 / T2 → T2 = V2 / (V1 / T1 ) T2 = 7,5 / (5,5 / 80) = 109,1 K

9. LEY DE GAY LUSSAC Fue enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac a principios de 1800. Establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es constante. Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto aumenta el número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar.

10. EJEMPLO : Un recipiente contiene un volumen de gas que se encuentra a una presión de 1.2 at, a una temperatura ambiente de 22°C a las 10 de la mañana. Calcular la presión que tendrá el gas cuando al medio día la temperatura suba a 28 °C P 1  = 1.2 at T 1  = 22°C P 2  = ? T 2  = 28°C Primero calculamos la constante de ese gas: P 1 /T 1  = P 2 /T 2  = k 1.2 / 22 = 0.0545 Ahora despejamos el valor de P 2 : P 2  = T 2 *k = (28)(0.0545) = 1.526 at Por lo que a medio día, la presión será de 1.526 atmósferas.