Gases Ideales

GASES IDEALES

El comportamiento del estado gaseoso está determinado por 4 propiedades básicas y la relación existente entre ellas:

- Volumen
- Presión
- Temperatura Funciones de estado
- Masa, moles

CARACTERISTICAS DE LOS GASES

- No tienen volumen fijo, adquieren el volumen del recipiente que los contiene
- Se pueden comprimir
- Tienen alta fuerza derepulsión
- Tienen baja fuerza de cohesión

Las moléculas de los gases son diatomicas, ej: N2, Cl2, O2, H2

GASES IDEALES

Un gas se considera ideal si cumple con los postulados de la teoría cinética molecular

Teoría cinética molecular

1. Las moléculas que constituyen un gas son partículas esféricas y muy diminutas ocupando todo el recipiente. Los gases tienen peso, gran compresibilidady baja densidad.


2. Las moléculas se mueven por todo el recipiente en línea recta, chocando entre sí y con las paredes del recipiente.



3. Los gases no tienen fuera de cohesión molecular



4. La energía cinética de las moléculas de un gas es proporcional a la temperatura.



- Difusión: Tendencia a ocupar todo el espacio

- Efusión: Propiedad de escapar pororificios muy pequeños




5. La energía relacionada con el movimiento de las partículas tiene que ver con la temperatura




PRESIÓN

¿Qué es?

Es la fuerza que se ejerce por unidad de área

Unidades de presión:

Atmosferas (atm)
Pascal (pa)
Milímetros de mercurio (mmHg)
Torricelli (Torr)

Factor de conversión de unidades de presión

1 atm= 760 torr=760 mmHg =101325 paLEYES DE LOS GASES IDEALES

Los gases ideales se rigen por cinco leyes, que explican la relación que existe entre las funciones de estado.

1. LEY DE BOYLE-MARIOTTE

“Para una cantidad dada de un gas a temperatura constante, el volumen varía inversamente proporcional con la presión”, es decir al aumentar el volumen de un gas, disminuye su presión y viceversa”, esta ley también se conocecomo proceso isotérmico

Matemáticamente la ley de Boyle está dada por:

P1V1=P2V2

[pic]




[pic]

EJEMPLO:

1. Una cantidad de gas ocupa un volumen de 80 cm3 a una presión de 750 mm Hg. ¿Qué volumen ocupará a una presión de 1,2 atm. si la temperatura no cambia?

Datos:

V1= 80 cm3
P1= 750 mmHg
P2= 1,2 atm
V2=?

Como la temperatura y la masa permanecen constantes en elproceso, podemos aplicar la ley de Boyle:

P1.V1 = P2.V2 ecuación 1

De esta ecuación se despeja V2

Tenemos que decidir qué unidad de presión vamos a utilizar. Por ejemplo atmósferas.
Como 1 atm = 760 mm Hg, entonces:

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Sustituyendo los valores en la ecuación 1


(80 cm3)(750 mmHg)= (912 mmHg) V2

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Respuesta: A una presión de 1,2 atm, el gas ocupará un volumende 65,8 cm3


2. LEY DE CHARLES

“Para una cantidad dada de un gas a presión constante, el volumen varía directamente proporcional con la temperatura en Kelvin”, es decir al aumentar el volumen aumenta la temperatura del gas y viceversa. Esta ley también se conoce como proceso isobárico.

Matemáticamente la ley de Charles se expresa:

T1.V2 = T2.V1
Donde:

T=temperatura (Kelvin)V=Volumen (cualquier unidad, L, ml, cm3)

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EJEMPLO:

1. El volumen inicial de una cierta cantidad de gas es de 200 cm3 a la temperatura de 20ºC. Calcula el volumen a 90ºC si la presión permanece constante.

Datos:

V1= 200 cm3
T1= 20ºC
T2= 90ºC
V2=?

Como la presión y la masa permanecen constantes en el proceso, podemos aplicar la ley de Charles

T1.V2 = T2.V1 ecuación 1El volumen lo podemos expresar en cm3 y, el que calculemos, vendrá expresado igualmente en cm3, pero la temperatura tiene que expresarse en Kelvin, por eso se debe pasa la T a Kelvin.

T1=20 + 273= 293 K
T2=90 + 273= 363 K

Aplicando la ecuación 1

(293 K)( V2)= (363 K)(200 cm3)

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3. LEY DE GAY LUSSAC

“Para una cantidad dada de gas a volumen constante la presión varía...