Estado gaseoso

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ESTADO GASEOSO

GASES IDEALES

Según la teoría atómica las moléculas pueden tener o no cierta libertad de movimientos en el espacio; estos grados de libertad microscópicos están asociados con el concepto de orden macroscópico. La libertad de movimiento de las moléculas de un sólido está restringida a pequeñas vibraciones; en cambio, las moléculas de un gas se mueven aleatoriamente, y sóloestán limitadas por las paredes del recipiente que las contiene.

Existen tres clases básicas de gas ideal:
* el clásico o gas ideal de Maxwell-Boltzmann.
* el gas ideal cuántico de Bose, compuesto de bosones.
* el gas ideal cuántico de Fermi, compuesto de fermiones.

GASES REALES

Un gas real  se define como un gas con un comportamiento termodinámico que no sigue la ecuaciónde estado de los gases ideales.

Un gas puede ser considerado como real, a elevadas presiones y bajas temperaturas, es decir, con valores de densidad bastante grandes. Bajo la teoría cinética de los gases, el comportamiento de un gas ideal se debe básicamente a dos hipótesis:

-          Las moléculas de los gases no son puntuales.
-          La energía de interacción no es despreciable.
LEY DEGRAHAM

Establece que las velocidades de difusión de los gases son inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus respectivas densidades.

La difusión es el proceso por el cual una substancia se distribuye uniformemente en el espacio que la encierra o en el medio en que se encuentra. Se hace uso de este principio en el método de difusión de separación de isótopos.

El químico francésLouis Joseph Gay-Lussac a principio del siglo XIX supuso que:
Volúmenes iguales de gases diferentes, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de moléculas

La relación de los volúmenes en que se combinan los gases es sencilla, y supone que debe haber una relación también sencilla entre los volúmenes de los gases y el número de moléculas contenidasen estos volúmenes.

ECUACIÓN DE LOS GASES IDEALES

La ecuación que describe normalmente la relación entre la presión, el volumen, la temperatura y la cantidad (en moles) de un gas ideal es:

P x V = n x R x T

Donde:
P: Presión absoluta medida en atmósferas
V: Volumen 
n: Moles de Gas
R: Constante universal de los gases ideales
T: Temperatura absoluta
LEY DE DALTON SOBRE LASPRESIONES PARCIALES

La presión total de una mezcla gaseosa es la suma de las presiones parciales de los gases que la componen.

Esta ley se usa frecuentemente para calcular la presión de un gas que ha sido recogido o almacenado por desplazamiento de agua, puesto que estos gases se saturan de agua, y la presión total de ellos es la suma de las presiones del gas y del vapor de agua a la temperatura deobservación. Para obtener la presión verdadera del gas es necesario restar la presión del vapor de agua.

La ley de Dalton de las presiones parciales se expresa matemáticamente por:

Ptotal = P1 + P2 + P3 . . . Pn

Donde:
P1, P2, P3 y Pn son las presiones parciales del primero, segundo, tercero y enésimo componente de la mezcla gaseosa.

Ejemplo:
Se recogió un gas por desplazamiento deagua a 27 ºC. La presión barométrica durante la recolección fue 766.7 mm Hg. Se recogieron a esta temperatura y presión 250 ml. ¿Cuál es el volumen del gas seco en condiciones estándar?

Respuesta
Usando la ecuación combinada para los gases ideales se obtiene V2, volumen en condiciones estándar.

V1 = 250 ml             T1 = 300 ºK                    P2 = 760 mm
V2 = ?                     T2= 273 ºK
Para obtener P1, la presión verdadera del gas, usamos la ley de Dalton y buscando en la Tabla 4-1 la presión de vapor del agua a 27 ºC, tenemos:

P1 = Pt - PH2O = 766.7 - 26.7 = 740 mm Hg

Substituyendo:

V2 = 221 ml a condiciones estándar

LEY DE AMAGAT

Una ley similar a la de Dalton es la Ley de Amagat de los volúmenes parciales. Dice que en una mezcla de gases, el...
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