Gases

GASES.
I. ANTECEDENTES:

Cuando Boyle descubrió en 1661 su sencilla ley experimental sobre el comportamiento de los gases, trató de idear un modelo que interpretara coherentemente la naturaleza del gas. Ése fue el comienzo de la teoría cinética, desarrollada por Daniel Bernoulli, James Joule, Rudolph Clausius, Ludwig Boltzmann y Albert Einstein, entre otros científicos. Esta teoría se proponedar una explicación microscópica de las leyes macroscópicas experimentales.
Las hipótesis de las que parte son simples:
1) Un gas consiste en un conglomerado de partículas (átomos o moléculas) que responden a las leyes de la Mecánica newtoniana.
2) La enorme cantidad de partículas se mueven caóticamente y están tan separadas entre sí que su propio volumen es despreciable frente al que ocupatodo el gas.
3) No existen fuerzas apreciables sobre las partículas salvo las que operan durante los choques elásticos entre sí y contra las paredes.
Por ejemplo, la presión se interpreta microscópicamente como el efecto resultante de millones de partículas chocando azarosamente y ejerciendo pequeñas fuerzas irregulares contra las paredes del recipiente. ¿Por qué la fuerza que un gas encerradoejerce sobre la pared del recipiente es perpendicular a su superficie? Como todas las posiciones y velocidades son igualmente probables, el bombardeo sobre la pared proviene de todas las direcciones y sentidos. Las fuerzas ejercidas en dirección paralela a la pared en uno y otro sentido tienden en promedio a anularse. Pero las fuerzas ejercidas en dirección perpendicular, por el contrario, se sumarán,ya que ninguna partícula colisiona desde el lado exterior de la pared.
El descubrimiento del movimiento browniano permitió un desarrollo posterior más profundo de la teoría cinética. El movimiento de los gránulos observados a través del microscopio se interpretó como la ampliación del movimiento de las pequeñísimas moléculas invisibles a la lente. Basándose en un estudio cuantitativo delmovimiento browniano, la teoría cinética permite calcular, entre otros múltiples resultados, el número de moléculas contenidas en un volumen dado, a cierta temperatura y presión, para todos y cualquier gas.


PRINCIPALES GASES
1. Dióxido de carbono y nitrógeno
La explicación de los enrevesados cambios de peso durante la combustión había que encontrarla, naturalmente, en los gases que aparecían odesaparecían mientras se formaban los compuestos.
El químico inglés Stephen Hales (1667-1761) dio un paso en la dirección correcta, a principios del siglo XVIII, al recoger gases sobre el agua. Los vapores formados como resultado de una reacción química pudieron conducirse, a través de un tubo, al interior de un recipiente que se había colocado lleno de agua y boca abajo en una jofaina con agua.El gas burbujeaba dentro del recipiente, desplazando el agua y forzándola a través del fondo abierto. Al final, Hales obtuvo un recipiente del gas o gases formados en la reacción.
El químico escocés Joseph Black (1728-99) dio otro importante paso adelante. La tesis que le mereció una graduación en medicina en 1754 trataba sobre un problema químico (era la época en que la medicina y la mineralogíaestaban estrechamente interrelacionadas), y publicó sus resultados en 1756. Lo que hizo fue calentar fuertemente la piedra caliza (carbonato cálcico). Este carbonato se descompuso, liberando un gas y dejando cal (óxido de calcio) tras de sí. El gas liberado pudo recombinarse con el óxido de calcio para formar de nuevo carbonato cálcico. El gas (dióxido de carbono) era idéntico al «gas silvestre»de Van Helmont, pero Black lo llamó «aire fijado», porque cabía combinarlo («fijarlo») de tal manera que formase parte de una sustancia sólida.
Por otro lado, Black demostró que cuando el óxido de calcio se abandona en el aire, vuelve lentamente a carbonato cálcico. De esto dedujo (correctamente) que hay pequeñas cantidades de dióxido de carbono en la atmósfera. He aquí la primera indicación...