comportamiento de sistemas gaseosos

FACULTAD DE CIENCIAS – ESCUELA DE QUÍMICA



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COMPORTAMIENTO DE SISTEMAS GASESOSOS

1. OBJETIVOS
1. Estudiar algunas propiedades características de los gases como difusión, volumen y forma
indefinidos.
2. Explicar el comportamiento de los gases con base en las leyes fundamentales (Ley de Boyle,
Ley de Charles - Gay Lussac, Principio de Avogadro y Ley de Dalton),que relacionan las
diferentes variables: n (número de moles), P (presión), V (volumen) y T (temperatura).
3. Reconocer la importancia del estado gaseoso, en particular del aire para la supervivencia de
varias especies sobre la superficie terrestre.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO
En general, la fortaleza del enlace entre átomos o moléculas define los tres estados fundamentales
de la materia,sólido, líquido y gaseoso. El último se caracteriza por no tener forma ni volumen
definidos, como consecuencia de las mínimas fuerzas de interacción entre las moléculas que
forman el sistema gaseoso; esta concepción justifica una de las principales propiedades de los
gases, "la difusión”, que es mucho mayor que en sólidos y líquidos. Por difusión, el gas trata de
ocupar el mayor volumen posible, estoexplica porque un olor agradable o desagradable es
rápidamente percibido en un espacio mayor.
Para el estudio de este importante estado de agregación de la materia, se considera la existencia
de gases reales e ideales. En los primeros se considera que hay fuerzas atractivas entre las
moléculas (fuerzas que son las responsables de que el gas se licue) y que estas ocupan volumen.
En los gasesideales, por el contrario, las fuerzas atractivas entre las moléculas al igual que el
volumen ocupado son despreciables.
La mayoría de ecuaciones para determinar el comportamiento de un sistema gaseoso se han
realizado con base en la definición de gases ideales, sin embargo, a temperaturas elevadas
(atracciones intermoleculares mínimas) y presiones bajas (máximo volumen ocupado), los gasesreales tienden a comportarse idealmente, por lo cual podemos utilizar las mismas fórmulas bajo
estas condiciones.
Para describir el comportamiento de un sistema gaseoso se requieren cuatro variables, n, P, V y T;
la variación de estas propiedades manteniendo alguna variable constante, ha dado lugar a las
leyes fundamentales de los gases:

1. Ley de Boyle: Experimentalmente encontró que “elvolumen de un gas a temperatura y número
de moles constantes es inversamente proporcional a la presión”. Matemáticamente se expresa
de la siguiente forma:
V  1/P
V = K/P
PV = K
P oVo = PfVf

2. Ley de Charles: Establece que “a presión y número de moles constante, el volumen de un gas
varía de forma directa con la temperatura del sistema”. Matemáticamente se expresa por:
V  T
V = KT
V/T= K
V f To= VoTf

3. Ley de Difusión de Graham: Dice que “a igual temperatura y presión, la velocidad de difusión
(V) de los gases es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de sus pesos moleculares

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Semestre I-2013
(M). Por definición se tiene que la velocidad es igual a distancia (r), sobre tiempo (t) en
segundos.

rA / tiempo  / rB

/ tiempo   V



A

V

MB

B

M

A

La ecuación de estado para los gases ideales PV = nRT resulta de la combinación de las leyes de
Boyle, Charles-Gay Lussac y el principio de Avogadro, de donde R es la constante de los gases y
.
.
su valor corresponde a 0.0820 atm L/mol K

3. MATERIALES Y REACTIVOS
Tubo de vidrio en forma de J
Erlenmeyers
Beakers
Cubeta
Tapones con tubo de vidrio
o
o
Termómetrode -10 C a 250 C

Solución de amoníaco (NH4OH)
Solución de ácido clorhídrico (HCl)
Algodón

4. PROCEDIMIENTO
1. Ley de Boyle: En un tubo de vidrio en forma de J, adicionar agua hasta cubrir la parte curva del
tubo, y tapar la rama pequeña del tubo con un tapón perfectamente ajustado. Medir el radio
interno del tubo y la altura de la columna del aire encerrado entre el tapón y el nivel...