Gases 1

Gases
Vivimos en el fondo de un océano de aire cuya composición porcentual en volumen se acerca a 78% de N2, 21% de O2 y 1% de otros gases, incluyendo CO2. La química de esta mezcla de gases vitales se volvió un tema muy importante en la presente década debido a los efectos perjudiciales de la contaminación ambiental. Este capítulo está orientado al estudio del comportamiento de las sustanciasque existen coma gases en condiciones atmosféricas normales de presión y temperatura, es decir, a 1 atmósfera (atm) y 25 oC. El hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, flúor y cloro existen como moléculas diatómicas gaseosas: H2 ,N2, O2, F2, y Cl2. Un alotropo del oxígeno, el ozono O3, también es un gas a temperatura ambiente. Todos los elementos del grupo 8A, o gases nobles, son gases monoatómicos: He, Ne,Ar, Kr, Xe y Rn.

Los compuestos iónicos no existen como gases a 25 °C y 1 atm porque los cationes y los aniones en un solido iónico están unidos por fuerzas electrostáticas muy fuertes. Para superar estas atracciones se necesita aplicar una gran cantidad de energía, que en la práctica significa calentar muy fuerte al solido. En condiciones normales se puede fundir el solido; por ejemplo, elNaCl se funde a una temperatura alta 801 oC, y para que hierva, se tiene que elevar la temperatura a mas de 1000 °C. El comportamiento de los compuestos moleculares es muy variado. Algunos por ejemplo, CO, CO2 , HCI, NH4 y CH4 {metano) son gases, pero Ia mayoría de los compuestos moleculares son líquidos o sólidos a la temperatura ambiente. Sin embargo, por calentamiento se pueden convertir en gasesmucho más fácil que los compuestos ionicos; es decir, los compuestos moleculares normalmente hierven a temperaturas más bajas que los compuestos iónicos. No hay una regla simple que nos ayude a determinar si cierto compuesto molecular es un gas en condiciones atmosféricas normales. Para hacer tal determinación se necesita entender la naturaleza y magnitud de las fuerzas de atracción entre lasmoléculas, denominadas fuerzas intermoleculares. En general, mientras más fuertes sean las fuerzas de atracción entre las moléculas de un compuesto, menor es la posibilidad de que exista como gas a las temperaturas ordinarias. El O2 es un gas esencial para la vida. El sulfuro de hidrógeno (H2S) y el cianuro de hidrógeno HCN son muy venenosos, mientras que otros son menos toxicos como el CO2, NO2, y elSO2. Los gases He, Ne y Ar son químicamente inertes, es decir, no reaccionan con ninguna otra sustancia. La mayoría de los gases son incoloros, con excepción del F2, Cl2 , y NO2. El color café oscuro de este último a veces es visible en el aire contaminado.

Todos los gases tienen las siguientes características físicas Adoptan la forma y el volumen del recipiente que lo aloja Son los máscompresibles de los estados de la materia. Se mezclan completamente y de manera uniforme cuando están confinados en el mismo recipiente. Tienen densidades menores que los líquidos y los sólidos.

Los gases ejercen presión sobre cualquier superficie con la que entren en contacto debido a que las moléculas gaseosas están en constante movimiento. Los humanos nos hemos adaptado fisiológicamente bien a lapresión del aire que nos rodea que prácticamente no nos percatamos de su existencia, como los peces son inconscientes de la presión del agua sobre ellos. La presión atmosférica se puede demostrar fácilmente. Un ejemplo cotidiano es la habilidad para beber un líquido con un pitillo al succionar el aire de el se reduce la presión en su interior, y el vacío que se crea se llena con el líquido que esempujado hacia la parte superior del pitillo por la mayor presión atmosférica. Las propiedades más fáciles de medir de un gas son: Temperatura Volumen Presión Una de las propiedades de los gases más fácil de medir es la presión. Para entender cómo se mide la presión de un gas, es útil saber cómo se obtienen las unidades de medición. Para ello, se empezará con la velocidad y la aceleración. La...