Clases de gases

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Gases Ideales y Reales
1. Introducción
Gases primordiales de nebulosa solar (H, He)

Acreción de material en rotación: formación de la Tierra (teoría de planetesimales)

Atmósfera original primitiva: H, He  se escapan posteriormente al espacio Enfriamiento de la Tierra: comienzo de la actividad tectónica Volcanismo primitivo: desvolatilización inicial del planeta

Origeny evolución de la atmósfera terrestre (75% N2 y 25% O2): Conjunto de procesos físicos, químicos y biogeoquímicos que dieron origen a la actual atmósfera terrestre, apta para la vida

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2. Tipos de gases de importancia geológica
• • • • • • H2O, H2, O2 N2, NH3 (gases nitrogenados) CO2, CH4, CO (gases carbónicos) SO2, H2S, S2 (gases sulfurados) HCl, HF, F2 (gases halogenados) He,Ne, Ar, Xe, Rd, Kr (gases inertes o nobles)

3. Aplicaciones de interés de los gases (o “volátiles”)
• Geología Planetaria

¿Cuáles son los gases presentes en las atmósferas planetarias? ¿Cómo se comportan? • Tectónica

¿Qué se volátiles se liberan al subductarse una placa oceánica en un margen continental activo? ¿Qué rol juegan los gases o volátiles en la dinámica de placas? • PetrologíaÍgnea y Metalogénesis

¿Cuales son los gases disueltos en los magmas y cuál es su solubilidad? ¿Cómo influyen en procesos de formación de yacimientos? ¿Cuál es el rol de los gases en las erupciones volcánicas? • Petrología Metamórfica y de los Combustibles Fósiles

¿Cómo se comportan los gases durante el metamorfismo? ¿Cómo influyen los gases en las reacciones metamórficas? ¿Qué rol jueganlos gases en procesos de formación de petróleo y carbón? • Hidrogeología y Geología Aplicada

¿Qué importancia tienen los gases disueltos en aguas subterráneas y superficiales? ¿Qué gases en vertederos de basura son tóxicos? ¿Cómo se contamina el ambiente y las aguas subterráneas por efecto de los gases?

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3. Gases ideales
Los primeros estudios fisicoquímicos realizados apartir del siglo 17 involucraron el estudio de los gases, debido a que éstos responden en forma más dramática a cambios en el ambiente que los líquidos y los sólidos. La mayoría de estos primeros estudios estuvieron focalizados en las variaciones de presión, temperaturas y volumen de una determinada porción de gas (relaciones p-V-T). La más simple es la Ley de Boyle-Mariotte: PV = cte Análogamente,Gay-Lussac reportó la relación inversa entre el volumen y la temperatura: V/T = cte y la Ley Combinada es: PV/T = cte Necesitamos solamente determinar el valor de la constante de la ley anterior. Esto pude ser realizado midiendo el producto PV de “n” moles de un gas a muy baja presión y a una temperatura fija: lim PV/n = θ
P→0

donde θ = RT, y R es la “constante de los gases ideales” igual a8.31441 [J/K/mol]. Ahora podemos enunciar la ecuación de estado para un gas ideal, también conocida como Ley de los Gases Ideales: PV = nRT

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Y expresada “molarmente”, donde V-raya es el volumen molar: PV = RT

Gas Ideal

Modelo o teoría de gases que considera: El volumen de las moléculas es despreciable frente al volumen total Las interacciones entre moléculas de gas sondespreciables Importante: los gases reales pueden considerarse como ideales a bajas presiones y altas temperaturas De esta simple ley se deducen las isotermas de un gas ideal: P [atm]

Tn T3 T2 T1 V [lt] Ley de Dalton o de las Presiones Parciales: “la presión de una mezcla (o solución) de gas es igual a la suma de las presiones parciales de los gases que la componen”. PT = P1 + P2 + P3 + … + Pn = Σ(Pi)GL42A, MReich

Presión parcial es la presión que ejercería un gas si estuviese solo ocupando todo el volumen de la mezcla a la misma temperatura: Pi = Xi PT

3. Gases Reales
El modelo de “gas ideal” permite definir un marco de referencia para estudiar el comportamiento de los gases. En algunas ocasiones, podremos modelar los gases geológicos utilizando Leyes Ideales; sin embargo, es de...