05 Gases 2015

Gases

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 confinados en el mismo
recipiente se mezclan uniforme y completamente.



Cuentan con densidades mucho menores que los
líquidos y sólidos.

5.1

Elementos que existen como gases a 250Cy 1 atmósfera

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

Frecuentemente las medidas científicas están relacionadas con
la presión que ejerce una columna de fluido, siendo más
conveniente medir la presión en términos de dicha columna
LA PRESIÓN DE UNA COLUMNA DE FLUIDO ES:P=hxdxg

h= altura;
d= densidad del fluido
g= aceleración de gravedad = 9,80 m/s2

PARA UNA COLUMNA DE MERCURIO (Hg)
dHg= 13,6 g/cm3

P = 0,76 m Hg x 13600 Kg/m3 x 9,80 m/s2
P = 101292,8 N/m2
1N = Kgxm/s2
P = 101292,8 Pa

LEYES DE LOS GASES
Bajo ciertas condiciones de presión y temperatura, los gases
obedecen a tres leyes sencillas que relacionan el volumen de
un gas con la presión y la temperatura,comportándose
como un gas ideal.
LEY DE BOYLE: (Relación presión-volumen)
El volumen de una cantidad fija de gas mantenido a temperatura
constante es inversamente proporcional a la presión del gas.
V 1/P
VxP = K
Para una misma muestra de gas en condiciones diferentes se
cumple que: P1 x V1 = P2 x V2

Ley de Boyle

P  1/V

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

A temperatura constante,
cantidadconstante de
gas
5.3

Una muestra de gas del cloro ocupa un volumen de
946 mL a una presión 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
P2 =
=
= 4460 mmHg
154 mL
V2

5.3

LEY DE CHARLES y GAY LUSSAC
(Relación temperatura-volumen)
Elvolumen de una masa fija de gas a presión constante
varía en forma directamente proporcional con la
temperatura absoluta:
V T° (absoluta) V/T = K
T(K) = T°C + 273,15°C
Para una muestra de gas en dos condiciones se cumple que:
V1 = V2
T1
T2

Estudios realizados por Charles y Gay Lussac
mostraron que la relación volumen
temperatura de una muestra de gas a
cualquier presión muestra la siguiente gráfica:•El volumen de un gas
V
varía
en forma proporcional
a la temperatura
expresada en °C
-273°C

T (°C)

•El punto -273 indica
el estado de mínima
energía, el cual es
llamado cero absoluto

Se establece una nueva escala temperatura, la escala
de temperatura absoluta, con lo cual se puede establecer que
el volumen de un gas varía en forma directamente
proporcional con la temperatura absoluta
EscalaKelvin

Escala Celcius

373,16 K

100°C

273,16 K

0°C

0K

-273,16 °C

V

T° K

K = °C + 273,15

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  númerode moles (n)

A temperatura
constante, presión
constante

V = constante x n
V1/n1 = V2/n2
3H2(g)
3 moléculas

+ N2(g)



1 molécula

3 moles

1 mol

3 volumenes

1 volumen

2NH3(g)
2 moléculas
2 moles
2 volumenes

El amoniaco se quema en oxígeno para 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  1 (a n y T constante)
P
Ley de Charles : V  T (a n y P constante)
Ley de Avogadro : V  n (a P y T constante)

VTn,
P

luego

V= KTn
P

K= R = constante
de los gases

PV = nRT
5.4

Las condiciones 0 0C y 1 atm son llamadas
temperatura y presión estándar...