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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?