El gas ideal

Subtema 5.4.2. Ecuación del gas ideal y la constante universal de los gases (R).
Como ya hemos visto, sabemos que:
P1V1 = P2V2 = P3V3 (1)
T1 T2. T3


Por lo tanto:
PV = K(2).
T
O bien: PV = KT (3)
El valor de K, se encuentra determinado en función del número de moles (n) del gas en cuestión:
K = n R (4)
Sustituyendo (4) en (3) tenemos:
PV = n R T (5).

Donde:P = presión absoluta a la que se encuentra el gas.
V = volumen ocupado por el gas.
n = número de moles del gas que se calcula dividiendo su masa entre su peso molecular: n = m/PM
R = Es laconstante universal de los gases y su valor depende de las unidades usadas.

La ecuación (5) es una de las más utilizadas en fisicoquímica, ya que permite realizar varios cálculos al conocer el valor de R,pues establece una relación entre la presión, el volumen, la temperatura y el número de moles de un gas.

Para calcular el valor de R consideramos que un mol de cualquier gas ideal y en condicionesnormales de presión y de temperatura, es decir una atmósfera y 273 °K, ocupa un volumen de 22.4 litros. Por lo tanto al despejar R de la ecuación 5 tenemos: R = PV = 1 atm x 22.4litrosnT 1 mol x 273 ° K
0.0821 atm l/mol °K equivalente a:
R = 8.32 J/mol ° K.
Problemas de la ecuación del gas ideal.
1.- Una masa de hidrógeno gaseoso ocupa un volumen de 200 litrosen un tanque a una presión de 0.8 atm y a una temperatura de 22° C. Calcular: a) ¿Cuántos moles de hidrógeno se tienen?
b) ¿A qué masa equivale el número de moles contenidos en el tanque?
Datos
V =200 litros
P = 0.8 atm
T = 22° C + 273 = 295 ° K
n = ?
R = 0.0821 atm l/mol °K.

Solución: a) n = PV =
RT
n = 0.8 atm x 200 litros_______
0.0821 atm l/mol °K. x295 ° K
n = 6.606 moles de H2.
n = m/PM
Despejando m, tenemos:
m = nPM m = 6.606 moles de H2 x 2 gr H2
1 mol...