gases

Gases
Capítulo 5

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Elementos que existen como gases a 250C y 1 atmósfera

5.1

5.1

Características físicas de los gases
Los gases adoptan el volumen y forma del recipiente que
los contiene.
Se consideran los más compresibles de los estados de
la materia.
Cuando se encuentran confinadosen el mismo
recipiente se mezclan uniforme y completamente.
Cuentan con densidades mucho menores que los
líquidos y sólidos.

5.1

Presión =

Fuerza
Área

Unidades de presión

Presión
atmosférica

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

5.2

Columna
de aire
10 millas

4 millas

0.2 atm

0.5 atm

Nivel del mar 1 atm5.2

Manómetros usados para medir las presiones de los gases
Vacío

Gas

Gas

5.2

Aparato para estudiar la relación
entre presión y volumen de un gas

Como P (h) Aumenta

V Disminuye
5.3

Ley de Boyle

P α 1/V
P x V = constante
P1 x V1 = P2 x V2

A temperatura constante,
cantidad constante de
gas
5.3

Una muestra de gas del cloro ocupa un volumen de
946 mL a unapresión de 726 mmHg. ¿Cuál es la
presión del gas (en mmHg) si el volumen está
reducido a temperatura constante de 154 mL?

P1 x V1 = P2 x V2
P1 = 726 mmHg

P2 = ?

V1 = 946 mL

V2 = 154 mL

P1 x V1 726 mmHg x 946 mL
=
= 4460 mmHg
P2 =
154 mL
V2

5.3

Expansión y contracción del gas
Tubo
capilar

Mercurio

Temperatura
baja

Como T Aumenta

Temperatura
alta

VDisminuye

5.3

Variación del volumen de gas con la temperatura
a presión constante

Ley de
Charles y
Gay-Lussac
VαT
V = constante x T
V1/T1 = V2/T2

La temperatura será
en escala Kelvin
T (K) = t (0C) + 273.15

5.3

Una muestra de gas de monóxido de carbono ocupa
3.20 L a 125 °C. ¿A qué temperatura el gas ocupará
un volumen de 1.54 L si la presión permanece
constante?V1/T1 = V2/T2
V1 = 3.20 L

V2 = 1.54 L

T1 = 398.15 K

T2 = ?

V2 x T1
=
T2 =
V1

1.54 L x 398.15 K
3.20 L

= 192 K

5.3

Ley de Avogadro
V α número de moles (n)

A temperatura
constante, presión
constante

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

moléculas
moles
volúmenes

molécula
mole
volumen

moléculas
moles
volúmenes

5.3

El amoniaco se quema en oxígenopara formar óxido
nítrico (NO) y vapor de agua. ¿Cuántos volúmenes de
NO se obtiene de un volumen de amoniaco a la misma
temperatura y presión?

4NH3 + 5O2
1 mole NH3

4NO + 6H2O
1 mole NO

A T y P constante
1 volumen NH3

1 volumen NO

5.3

Ecuación del gas ideal
Ley de Boyle : V α 1 (a n y T constante)
P
Ley de Charles : V α T (a n y P constante)
Ley de Avogadro : V α n (a Py T constante)
nT
Vα
P
nT
V = constante x
=R
P

nT
P

R es la constante de gas

PV = nRT
5.4

Las condiciones 0 0C y 1 atm son llamadas
temperatura y presión estándar (TPE).
Los experimentos muestran que a TPE, 1 mol de
un gas ideal ocupa 22.414 L.

PV = nRT
(1 atm)(22.414L)
PV
R=
=
nT
(1 mol)(273.15 K)
R = 0.082057 L • atm / (mol • K)
5.4

¿Cuál es el volumen(en litros) ocupado por 49.8 g de
HCl a TPE?
T = 0 0C = 273.15 K
P = 1 atm

PV = nRT
nRT
V=
P

n = 49.8 g x

1.37 mol x 0.0821
V=

L•atm
mol•K

1 mol HCl
= 1.37 mol
36.45 g HCl

x 273.15 K

1 atm

V = 30.6 L
5.4

El argón es un gas inerte usado en las bombillas para
retardar la vaporización del filamento. Una cierta
bombilla que contiene argón a 1.20 atm y 18 °C secalienta a 85 °C a volumen constante. ¿Cuál es la
presión final del argón en la bombilla (en atm)?

PV = nRT

n, V y R son constantes

nR
= P = constante
T
V
P1
P2
=
T1
T2

P1 = 1.20 atm
T1 = 291 K

P2 = ?
T2 = 358 K

T2
= 1.20 atm x 358 K = 1.48 atm
P2 = P1 x
291 K
T1
5.4

Cálculos de densidad (d)
m = PM
d=
V
RT

m es la masa del gas en g
M es la masa molar...