quimica

Unidad 5. Conceptos Generales de Gases, Termoquímica y Electroquímica

5.1. Conceptos básicos: gas como estado de agregación, gas ideal, gas real, propiedades críticas y factor de compresibilidad.

Gas Real
Los gases reales son los que en condiciones ordinarias de temperatura y presión se comportan como gases ideales; pero si la temperatura es muy baja o la presión muy alta, las propiedadesde los gases reales se desvían en forma considerable de las de los gases ideales.

Gas Ideal
Los Gases que se ajusten a estas suposiciones se llaman gases ideales y aquellas que no se les llaman gases reales, o sea, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y otros.

Punto crítico. Hay un punto, a una temperatura elevada, en que todo gas no puede licuarse por aumento de presión y la agitación molecularprovocada por la temperatura es tan elevada que las moléculas no soportan la cohesión del estado líquido. Este punto se denomina punto crítico y la temperatura y presión correspondientes, reciben los nombres de temperatura y presión críticas.
Desde el punto de vista de la temperatura, el punto crítico representa la temperatura máxima a la cual un elemento permanece en estado líquido, y la presióncrítica, es la presión medida a esta temperatura.

Propiedades de los gases
Los gases tienen 3 propiedades características: (1) son fáciles de comprimir, (2) se expanden hasta llenar el contenedor, y (3) ocupan más espacio que los sólidos o líquidos que los conforman.
 COMPRESIBILIDAD
Una combustión interna de un motor provee un buen ejemplo de la facilidad con la cual los gases pueden sercomprimidos. En un motor de cuatro pistones, el pistón es primero halado del cilindro para crear un vacío parcial, es luego empujado dentro del cilindro, comprimiendo la mezcla de gasolina/aire a una fracción de su volumen original.

EXPANDIBILIDAD
Cualquiera que haya caminado en una cocina a donde se hornea un pan, ha experimentado el hecho de que los gases se expanden hasta llenar sucontenedor, mientras que el aroma del pan llena la cocina. Desgraciadamente la misma cosa sucede cuando alguien rompe un huevo podrido y el olor característico del sulfito de hidrógeno (H2S), rápidamente se esparce en la habitación, eso es porque los gases se expanden para llenar su contenedor. Por lo cual es sano asumir queel volumen de un gas es igual al volumen de su contenedor.

VOLUMEN DEL GAS VS.VOLUMEN DEL SÓLIDO
La diferencia entre el volumen de un gas y el volumen de un líquido o sólido que lo forma, puede ser ilustrado con el siguiente ejemplo. Un gramo de oxígeno líquido en su punto de ebullición (-183oC) tiene un volumen de 0.894 mL. La misma cantidad de O2 gas a 0oC la presión atmosférica tiene un volumen de 700 mL, el cual es casi 800 veces más grande. Resultados similares sonobtenidos cuando el volumen de los sólidos y gases son comparados. Un gramo de CO2 sólido tiene un volumen de 0.641 mL. a 0oC y la presión atmosférica tiene un volumen de 556 mL, el cual es más que 850 veces más grande. Como regla general, el volumen de un líquido o sólido incrementa por un factor de 800 veces cuando formas gas.
La consecuencia de este enorme cambio en volumen es frecuentementeusado para hacer trabajos. El motor a vapor, está basado en el hecho de que el agua hierve para formar gas (vapor) que tiene un mayor volumen. El gas entonces escapa del contenedor en el cual fue generado y el gas que se escapa es usado para hacer trabajar. El mismo principio se pone a prueba cuando utilizan dinamita para romper rocas. En 1867, Alfredo Nobel descubrió que el explosivo líquido tanpeligroso conocido como nitroglicerina puede ser absorbido en barro o aserrín para producir un sólido que era mucho más estable y entonces con menos riesgos. Cuando la dinamita es detonada, la nitroglicerina se descompone para producir una mezcla de gases de
CO2, H2O, N2, y O2
4 C3H5N3O9(l)

12 CO2(g)
+
10 H2O(g)
+
6 N2(g)
+
O2(g)
Porque 29 moles de gas son producidos por cada 4 moles de...