Por: MIRIAM URQUIJO

La Química de los Gases

CONTENIDO

1. Estado Gaseoso2. Teoría Cinética de los Gases3. Propiedades de los Gases4. Leyes de los Gases5. Ley de los Gases Ideales6. Gases Reales

EL ESTADO GASEOSO

Los gases son fluidos y están compuesto de partículas en movimientos constante y al azar. Los gases se expanden hasta llenar el recipiente que los contiene y, también, se pueden comprimir, es decir, el volumen que presentan es variable.En los gases, las fuerzas entre los átomos y las moléculas no tienen efectos apreciables; están muy separados y se mueven rápidamente, por esta razón, los gases carecen de forma definida y adoptan la del recipiente que los contiene.

EL ESTADO GASEOSO

Un gas presenta gran facilidad para dispersarse en el aire, propiedad que se conoce con el nombre de difusión.

TEORÍA CINÉTICA DE LOS GASES

Los gases están compuesto por partículas muy pequeñas llamadas moléculas: la distancia que hay entre las moléculas es muy grande comparada con su tamaño; esto hace, que el volumen total que ocupan sea solo una fracción muy pequeña comparada con el volumen total que ocupa todo el gas. Este enunciado explica la alta comprensibilidad y la baja densidad de los gases.

TEORÍA CINÉTICA DE LOS GASES

No existen fuerzas de atracción entre las moléculas de un gas.

Las moléculas de un gas se encuentran en un estado de movimiento rápido constante, chocan unas con otras y con las paredes del recipiente que las contiene de una manera perfectamente aleatoria.

Todas estas colisiones moleculares son perfectamente elásticas; en consecuencia no hay pérdida de energía cinética en todo el sistema.

PROPIEDADES DE LOS GASES

TEMPERATURA: es el promedio de la energía cinética de todas las moléculas que conforman un determinado material. En un gas, la temperatura es una magnitud que se relaciona con la medida de velocidad promedio con que se mueven las partículas, es decir, su energía cinética.

Las escalas más usadas son: Celsius (°C) o centígradas, Fahrenheit (°F) y Kelvin o absoluta (K).

Para convertir una temperatura de una escala a otra, empleamos las siguientes ecuaciones:

PROPIEDADES DE LOS GASES

PRESIÓN: La presión se define como la fuerza ejercida sobre un área especifica:

La presión atmosférica es la presión que ejercen los gases que conforman la atmósfera sobre la superficie terrestre. Las unidades: atm, pa, torr, mm Hg.

1 atm = 760 mm Hg = 760 torr

PROPIEDADES DE LOS GASES

VOLUMEN: Esta dado por el volumen del recipiente que lo contiene. El volumen (V) de un gas se expresa en m3, cm3, litros o mililitros. La unidad más empleada en los cálculos que se realizan con gases es el litro.

MASA: Cantidad de materia del gas y se mide en gramos (g) o moles (n).

LEYES DE LOS GASES

1. Ley de Boyle

2. Ley de Charles

3. Ley de Gay- Lussac

4. Principio de Avogadro

5. Ley Combinada de los gases

6. Ley de Dalton

7. Ley de Graham

LEY DE BOYLE

A temperatura constante, el volumen de una masa fija de un gas es inversamente proporcional a la presión que este ejerce.

( cuando T = constante)

, en un estado inicial en un estado final

Entonces:

( T = constante)

LEY DE CHARLES

El volumen de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta (expresada en grados Kelvin), cuando la presión permanece constante.

(P= constante)  , en un estado inicial y en un estado final tenemos :. Entonces:

(cuando P = constante)

LEY DE GAY - LUSSAC

La presión de un gas es directamente proporcional a su temperatura, si el volumen permanece constante.

(V = constante)

, en un estado inicial yen un estado final tenemos .

(cuando V = constante)

PRINCIPIO DE AVOGADRO

Volúmenes iguales de todos los gases medidos a las mismas condiciones de temperatura y presión contienen el mismo número de moléculas.

LEY COMBINADA DE LOS GASES

Para una masa determinada de cualquier gas, se cumple que el producto de la presión por el volumen dividido entre el valor de la temperatura es una constante:

Combinando las tres leyes anteriores se obtiene:

LEY DE DALTON

La presión ejercida por la mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de todos ellos.

LEY DE GRAHAM

Los rangos de velocidad a los que los gases diferentes se difunden, bajo condiciones idénticas de Temperatura y presión, son inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus densidades o también que el cociente de sus velocidades de difusión es inversamente proporcional a la raíz cuadrada del cociente de sus masa moleculares.

o (Ty P son constante)

LEY DE LOS GASES IDEALES

De la ley General de los gases se obtiene la ley de los Gases Ideales. Su expresión matemática es:

PV = nRT

siendo P la presión, V el volumen, n el número de moles, R la constante universal de los gases ideales y T la temperatura en Kelvin. Tomando el volumen de un mol a una atmosfera de presión y a 273 K, como 22,4 l se obtiene el valor de

GASES REALES

Bajo condiciones ordinarias de temperatura y presión, los gases reales siguen aproximadamente las leyes del gas ideal. Sin embargo, no las cumplen a bajas temperaturas y/o altas presiones, debido a la fuerzas de atracción intermoleculares (Van der Waals) y al volumen molecular.