Gases

Características físicas de los gases
• • Son capaces de adquirir cualquier forma Se pueden comprimir Pueden mezclarse con todo tipo de elementos con mucha facilidad Tienen una densidad mucho menor que los solidos y los líquidos.

El Estado Gaseoso

• •

Capítulo 5

5.1

Los siguientes son elementos que pueden existir como gases a una temperatura de 25°C y 1 atm de presión

Sustanciasque existen como gases

5.1

1

Elementos que existen como gases a una temperatura de 25°C y 1 atm de presión

5.1 La presión de un gas y como medirla
• Presión
– Definición: es la fuerza que se ejerce por unidad de área de superficie. – Unidades:
• Pascal (Pa) • Milímetros de mercurio (mmHg) = torr

• Instrumentos
– Barómetro: mide la presión atmosférica. – Manómetro: mide lapresión de un gas o de un liquido en un envase.
5.1

Presión =
(Fuerza = masa

Fuerza Área
aceleración)

16 Km

0.2 atm

Unidades de presión

1 Pascal (Pa) = 1 N/m2
1 atm = 760 mmHg = 760 torr 1 atm = 101,325 Pa Barómetro

6.4 Km

0.5 atm

Nivel del mar 1 atm

5.2

5.2

2

Manómetros usados para medir la presión
Vacío

5.2 Las leyes de los gases

Mercurio

5.2Ley de Boyle: relaciona volumen y presión
• El volumen de un gas a una temperatura dada varia inversamente con la presión aplicada sobre el gas. Si la presión aumenta entonces… el volumen disminuye y vive-versa.

Instrumentos utilizados para comparar el volumen y la presión de un gas

5.3

3

Ley de Boyle

Una muestra de cloro en estado gaseoso ocupa un volumen de 946 mL y se encuentraa una presión de 726 mmHg. ¿Cuál es la presión que se necesita para que el volumen disminuya a 154 mL si la temperatura de la muestra es constante?

P x V = constante

P1 x V1 = P2 x V2
P1 = 726 mmHg V1 = 946 mL P2 = ? V2 = 154 mL

P

1/V
Temperatura constante

P x V = constante P1 x V1 = P2 x V2

5.3

5.3

Expansión de un gas

Ley de Charles: relaciona volumen y temperatura• El volumen que ocupa un gas a una presión constante es directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas. Si la temperatura aumenta entonces... el volumen aumenta y vice-versa.

Tubo de ensayo

Mercurio

Gas

Temperatura baja

Temperatura alta 5.3

4

Variación del volumen de un gas con respecto a la temperatura

Una muestra de monóxido de carbono en estado gaseoso seencuentra a una temperatura de 125°C. Si el volumen inicial de la muestra es de 3.2 litros, ¿Qué temperatura debe tener el sistema si se quiere reducir el volumen a 1.54 litros?

V1 /T1 = V2 /T2 Ley de Charles V1 = 3.20 L T1 = 125o C K V2 = 1.54 L T2 = ?

V

T

V = constante x T V1/T1 = V2 /T2

La temperatura debe ser expresada en °K T (K) = t (0C) + 273.15
5.3 5.3

Ley de Avogadro:relaciona el volumen y la cantidad de sustancia
• Volúmenes iguales de cualquiera dos gases a una temperatura y presión constante contienen el mismo numero de moléculas.
– El volumen de un mol de un gas = volumen molar del gas. – A condiciones estándares de presión y temperatura (STP) el volumen de un gas a 0 0C y 1 atm es igual a 22.4 L/mol.

Ley de Avogadro
V número de moles (n)
Temperaturaconstante Presión constante

V = constante x n V1 / n1 = V2 / n2

5.3

5

Ecuación de los gases ideales
1 (T y n constantes) P Ley de Charles: V T (P y n constantes) Ley de Boyle: V

5.3 Ecuación del gas ideal

Ley de Avogadro: V V nT P nT P

n (P y T constantes)

V =constante x

=R

nT P

R = constante universal de los gases

PV = nRT
5.4

Cuando en una muestra latemperatura es 0°C y la presión es 1 atm, se dice que ésta se encuentra en condiciones normales de presión y temperatura. Se ha demostrado que en condiciones normales de presión y temperatura, 1 mol de un gas ideal ocupa 22.414 litros de volumen.

¿Cuál es el volumen en litros que ocupan 49.8 gramos de ácido clorhídrico (HCL) a presión y temperatura normales?

PV = nRT nRT V= P

PV = nRT R=...