7/23/2019 Estudio Quimico de Los Gases

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ESTUDIO QUMICO DE LOS GASES

Existen numerosas sustancias cuyo estado fsico normal es el gaseoso; de otro lado,

muchas otras sustancias, que se nos presentan en estado lquido o slido, por

calentamiento a temperaturas relativamente fciles de alcanzar, se pueden convertir

en gases.

Para el estudio de los gases reales nos valemos de la comparacin con unos

modelos imaginarios o gases ideales, que cumplen con exactitud las leyes de Boyle-

Mariotte, Charles, Gay Lussac y la llamada ecuacin general de los gases.

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1. LEY DE BOYLE-MARIOTTE

1. Ley de Boyle-Mariotte.

Se trata de un resultado obtenido independientemente por loscientficos Robert Boyle, Irlandes, y Edmond Mariotte, Frances,ambos del siglo XVIII, al descubrir la relacin existente entre elvolumen de un gas y su presin manteniendo constante latemperatura. Se enuncia esta ley de la siguiente manera:

A temperatura constante y para una misma masa gaseosa los

volumenes ocupados por esta son inversamente proporcionales a la

presin que soporta.

PV= cte.

P1V1=P2V2

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2. LEY DE CHARLES

Existe una relacin matemtica que liga las

magnitudes volumen y temperatura absoluta,

cuyo enunciado es:

A presin constante los volmenes ocupados

por una misma masa gaseosa al variar la

temperatura son directamente proporcionales a

las temperaturas absolutas

V1 = V2

T1 T2

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3. LEY DE GAY LUSSAC

Existe una relacin matemtica que liga las magnitudes

presin y temperatura absolutas, cuyo enunciado es:

A volumen constante las presiones soportadas por una

misma masa gaseosa son directamente proporcionales

a las temperaturas absolutas.

P1 = P2

T1 T2

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LEY GENERAL DE LOS GASES

Las expresiones matemticas de las Leyes de Boyle-Mariotte como

la de Charles-Gay Lussac, don casos particulares de otra de carcterms amplio que elimina la restriccin de exigir que la temperatura,

la presin o el volumen sean constantes. Enunciado de esta ley

combinada puede expresarse as:

Los volumenes ocupados por una misma masa gaseosa son

directamente proporcionales a las temperaturas absolutas

correspondientes e inversamente proporcionales a las presiones

soportadas. Esta nueva Ley recibe el nombre de Ley general de los

gases y su frmula es:

P1V1 = P2V2

T1 T2

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DEFINICIONES FUNDAMENTALES

tomo-Gramo: Es el nmero de gramos de un elemento,

numricamente igual a su peso atmico.tomo-libra: Es el nmero de libras de un elemento, numricamenteigual a su peso atmico.

Molcula-libra: Conocido como mol-libra, es el peso en libras de uncompuesto, numricamente igual a su peso moelcular. Su frmula

es:

n = P

MDonde:

n=nmero de molculas

m= Peso o masa

M= Peso molecular

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CONDICIONES NORMALES

Es un estado convencional de presin y temperatura en donde se

considera:

P = 1 atm = 760 mmHg = 14,7 lb/pie2

T = 0C = 32 F = 273 k = 492K

Volumen molar:

Es el volumen que ocupa un mol-g o un mol-lb a cualquier condicinde presin y temperatura. El volumen molar solamente a

condiciones normales, tiene los siguientes valores.

1 mol-g a CN = 22,4 l

1mol-lb a CN = 359 pies3

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ECUACIN GENERAL DE LOS GASES IDEALES

PV=nRTDonde:

P=presin absoluta

V=volumen de los gases

n= nmero de moles

R=Constante universal

T=Temperatura absoluta

La ecuacin universal de los gases en funcin del peso (masa), o peso molecular y la

densidad, son las siguiente:

m

= PVM ; M=mRT; D=P M

RT PV RT

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CONSTANTE UNIVERSAL R

La ecuacin general de los gases tambin se puede escribir:

PV = K

nTRegnault calcul el valor de K a condiciones normal, en memoria deeste personaje K cambia a R. De donde:

P=1atm

V=22,4l

n= 1mol

T=273K

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Reemplazando los valores en la ecuacin general de los gases,

encontramos el valor de R

R=(1atm)(22,4l)

(1mol)(273k)

R= 0.082 atmxlmolxk

R=62,4 mmHgxl

molxk

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PROBLEMAS

1. Cul ser el volumen de un gas a 500 mm de Hg, sabiendo que

a la presin de 600 mm de Hg ocupa un volumen de 400 cm3?

2. El volumen de un gas a la temperatura de 20C es de 300 ml.

Qu volumen ocupar este mismo gas a la temperatura de

18C?

3. Un barril de 100 litros de capacidad se llena con hidrgeno a

una presin de 50 atm y a 20C, admitiendo que el gas se

comporta como un gas perfecto, calcula la presin cuando la

temperatura se eleva a 40C.

4. Un gas mide 927 cm3 a la presin de 755mm de Hg y a 18C.

Cul ser su volumen en CN?

5. Cul es el peso de 150 litros de gas de O2 a 740 mm de Hg a

20C?