Leyes de los gases

LEYES DE LOS GASES.
- Gases en fase gaseosa: En una mezcla de gases, la concentración fraccionaria molar de cualquier componente gaseoso es la fracción total de moles de ese componente.
A esto lo llamamos la ley de Dalton o de las presiones parciales, en una mezcla de gases:
Pt=ΣPp de cada uno de los gases.
Fx Px= presión parcial de un gas.
Px=----- dondeFx=concentración fraccionaria molar.
100 Pt=presión total.
La presión parcial de los gases se puede calcular mediante la ley universal de los gases (PV=nRT).
Se puede calcular la presión parcial por medio de la concentración fraccionaria de moles, que en cualquier mezcla gaseosa es la fracción de moles del gas en cuestión con respecto al total. Como ejemplo vemos que en aire atmosférico seco anivel del mar la cantidad de moles de O2 es de 20,95% del total de moles de todos los gases, o sea, la concentración fraccional de moles de O2 en el aire seco es de 0,2095. La concentración fraccional del volumen de un gas en una mezcla corresponde a la fracción del volumen total representada por el gas. Por ejemplo en el aire la presión parcial de O2 es de 20,95%, la de N2 es de 78,09% y la de CO2es de 0,03%, como la presión total del aire es una atmósfera, las presiones parciales de los gases serán de 0,2095 para el O2, 0,7809 para el CO2 y de 0,0003 para el CO2.
Por la fórmula de PV=nRT podemos equiparar que la concentración de un gas es igual a la cantidad de gas partida por el volumen. Se puede expresar en peso/volumen, moles/volumen o volumen/volumen. El volumen de un gas depende delas condiciones de presión y temperatura. La ley de Boyle dice que si el volumen de un gas cambia, la presión cambia de manera inversa:
P1V1=P2V2
Las presiones parciales de los gases pueden variar con el vapor de agua, el aire caliente contiene más vapor de agua que el aire frío, lo que varía las concentraciones de los gases, y la altura también cambia la presión parcial de los gases, lapresión parcial de los gases disminuye con la altura, ya que al nivel del mar el aire tiene 1 atm en total, pero a medida que aumentamos la altura ese valor baja, por lo que las concentraciones de los gases deben bajar.
- Gases en disolución: Los gases de disuelven en disoluciones acuosas dependiendo de la naturaleza del gas (su solubilidad), la presión parcial del gas en la fase gaseosa (gradiente depresiones), la temperatura y la salinidad.
Un gas con una presión parcial en el aire se disuelve en un líquido hasta conseguir la misma presión en ese líquido, a equilibrar las presiones del gas en el líquido y el aire. El CO2 es más soluble en agua que el O2, por lo que se disuelve más CO2 hasta alcanzar la presión.
Α es el coeficiente de solubilidad (o absorción) en ml/L. Es laconcentración de gas en una disolución cuando se le permite alcanzar equilibrio con una fase gaseosa en la que la presión parcial del gas es de 760 mmHg. Depende de la naturaleza del gas, de la temperatura (a mayor temperatura menor coeficiente de solubilidad) y de la salinidad (a menor coeficiente de solubilidad aumenta la concentración de sales).
Una ley fundamental en las disoluciones es la ley de Henry,que relaciona la presión parcial con la concentración en una disolución, esta ley es:
α Cx= Concentración de un gas en ml ETP/L.
Cx=------Px donde Px=Presión parcial del gas en Mg.
760 α=Coeficiente de solubilidad (ml/L).
- Difusión de los gases: Los gases se difunden de forma neta desde las áreas con presiones parciales más elevadas a las que presentanpresiones parciales más bajas. La difusión de los gases no siempre se produce a favor de gradiente de concentración, sólo depende de las presiones. En todos los sistemas cualquier gas logra el equilibrio cuando la presión parcial del gas es uniforme en toda la solución.
La ecuación que regula la tasa de difusión viene dad por la ley de Fick y es la siguiente:
P1-P2
dQ / T=KA----------...