Gases Ideales Y Reales

GASES IDEALES
Todos los gases tienen un comportamiento casi idéntico, independientemente de su naturaleza.
Este comportamiento se estudia a través de las variaciones de tres parámetros: la presión (P), el volumen (V) y la temperatura (T). El estado de un gas esta caracterizado por los valores que toman esos parámetros.
En el caso general, ellos pueden modificarse simultáneamente, pero es usualestudiar previamente el comportamiento del gas cuando permanece constante uno de los parámetros y varían los otros dos.
Leyes de los gases Ideales
Se han desarrollado leyes empíricas que relacionan las variables macroscópicas en base a las experiencias en laboratorio realizadas.
1.- La ley de Boyle - Mariotte (Ley isotérmica) relaciona inversamente las proporciones de volumen y presión de ungas, manteniendo la temperatura constante:
(P V)T = k
P1 V1 = P2 V2
2.- La ley de Gay-Lussac (Ley isobárica) afirma que el volumen de un gas, a presión constante, es directamente proporcional a la temperatura absoluta:
(V/T)P = k
V1/T1 = V2/T2
3.- La ley de Charles (Ley isocórica) sostiene que, a volumen constante, la presión de un gas es directamente proporcional a la temperatura absolutadel sistema:
(P/T)V = k
P1/T1 = P2/T2
La temperatura absoluta se expresa en grados kelvin (0ºC =273 ºK).
Estas tres leyes son cumplidas rigurosamente por los gases ideales y perfectos. Los gases reales las cumplen con aproximación.


Ecuación de estado de un gas ideal

Los resultados de las leyes de Boyle, Gay-Lussac y Charles se pueden
(P V)T = k (V/T)P = k (P/T)V = kcombinar para que den una expresión que represente la relación triple entre el volumen, la temperatura y la presión de un gas. Esto se conoce como una ecuación de estado, que se indicaría por V = f(P,T).


Las propiedades físicas P-V-T son los parámetros que fijan el estado termodinámico del sistema de masa constante.

Si se relaciona las variables en dos estados, sin tener en cuenta elnúmero de moles por ser el mismo en ambos estados, tenemos:
[pic]
En general, para una masa dada de gas [pic]

Dicha constante es independiente de la naturaleza del gas.

Ley de los Gases Generalizada
En base a la hipótesis de Avogadro puede considerarse una generalización de la ley de los gases. Si el volumen molar Vm (volumen que ocupa un mol de molécula degas) es el mismo para todos los gases en condiciones normales de presión y temperatura (0° C y 1 Atm), entonces podemos considerar que el mismo para todos los gases ideales a cualquier temperatura y presión que se someta al sistema. Esto es cierto debido a que las leyes que gobiernan los cambios de volumen de los gases con variaciones de temperatura y presión son las mismas para todos los gasesideales. Se relaciona entonces, proporcionalmente, el número de moles (n), el volumen, la presión y la temperatura: P.V ~ n T. Para establecer una igualdad debemos añadir una constante (R) quedando:

[pic]


[pic] como [pic]


Para n moles de cualquier gas:

P V = n R T
La ultima expresión relaciona las variables n, P, V, T en un único estado o condición.

A condicionesnormales (0° C y 1 Atm), 1 mol de un gas ideal ocupa el volumen de 22.4 litros.

De P V = n R T [pic]


[pic]


R = 0.08205 atm.L/mol.K


Dependiendo de las unidades empleadas, la constante R puede tomar los siguientes valores:

R = 62.4 mm Hg.L/mol.K
R = 8313.8 Pa.L/mol.K


Sabemos que n=m/M donde: n es el numero de moles
m es la masa
M el peso molecular
Reemplazando en P V = n R T
[pic]

[pic]
como densidad: [pic]
[pic]

La densidad de un gas ideal [pic]

Y el peso molecular
[pic]

[pic]

Otras expresiones importantes obtenidas a partir de PV = nRT son:
[pic] [pic] [pic] [pic]
MEZCLA DE GASES
Ley de Dalton de las...