Gases

El estado gaseoso

OBJETIVO
Aprender el comportamiento de los gases.
Esta rama estudia las propiedades de los gases, en particular la ley que interrelaciona la presión, el volumen, la temperatura y la cantidad de un gas. Esta ley se expresa en forma matemática como ecuación de estado del gas. Para un gas ideal (o sea, un gas hipotético cuyas moléculas son infinitamente pequeñas y no ejercenfuerzas de atracción o repulsión entre ellas), la ecuación de estado tiene la fórmula simple: pV = nRT, donde p es la presión, V es el volumen, n es el número de moles de la sustancia, R es una constante y T es la temperatura absoluta (medida en kelvins). Para los gases reales, la ecuación es más complicada, y contiene otras variables, debido al efecto de los tamaños finitos y de los campos defuerza de las moléculas. El análisis matemático de las ecuaciones de estado de los gases reales permite al químico físico obtener información sobre los tamaños relativos de las moléculas y sobre la magnitud de las fuerzas que se ejercen entre ellas.

Las principales subdivisiones de la química física son: la termodinámica química, la cinética química, el estado gaseoso, el estado líquido, lasdisoluciones, el estado sólido, la electroquímica, la química de los coloides, la fotoquímica y la termodinámica estadística.

El estado gaseoso ha sido, históricamente, el estado de la materia de más fácil estudio. Gran parte de lo que sabemos hoy del comportamiento de los gases proviene de las investigaciones de los siglos XVIII y XIX. Los gases están en todas partes: están expandiéndose ycontrayéndose sobre nuestras cabezas; en este preciso momento, sobre tu cuerpo están chocando millones de moléculas de N y O a una velocidad cercana a 1.000km/h, y ni siquiera te das cuenta de ello. El comportamiento de los gases y sus leyes han tenido un papel importante en el desarrollo de la Teoría atómica de la materia y la Teoría cinético-molecular de los gases.
COMPORTAMIENTO DE LOS GASES
Laspropiedades y las leyes que controlan el comportamiento de los gases se aprecian cuando éstos se comprimen, se expanden, se someten a descargas eléctricas o se combinan entre sí, originando sustancias diferentes a ellos.

LA TEORIA CINETICO-MOLECULAR PARA LOS GASES
La Teoría cinético-molecular plantea que el movimiento de las moléculas de una sustancia determina su estado físico, es decir, que seasólida, líquida o gaseosa.
Esta teoría intenta explicar el comportamiento de los gases a partir de los siguientes postulados:
 Un gas está formado por un gran número de partículas (moléculas) que están muy separadas entre sí y moviéndose continuamente en todas direcciones. En su desplazamiento, las moléculas chocan entre sí o contra las paredes del recipiente que contiene el gas. Este estadode continuo movimiento se llama agitación térmica.

 La temperatura de un gas y su agitación térmica son magnitudes relacionadas: la temperatura de un gas es tanto mayor cuanto mayor es la agitación térmica de sus moléculas.

 La presión que ejerce un gas sobre las paredes del recipiente que lo contiene se debe a los choques de las moléculas del gas contra dichas paredes.
MODELO DE UN GAS:EL GAS IDEAL
Para deducir propiedades generales válidas para todos los gases se hizo necesario suponer un modelo de comportamiento de las moléculas en movimiento lo más simple posible. Este modelo simplificado o “ideal” de los gases tiene las siguientes características:
 Las fuerzas intermoleculares son mulas, es decir, no existe fuerza de atracción y repulsión entre sus moléculas.
 Elvolumen que ocupan las moléculas es despreciable con relación a la distancia que las separa.
 La trayectoria de las moléculas es recta antes y después de cada choque, y los choques son elásticos.
En la Naturaleza no existen gases ideales, ya que los gases reales no poseen estas propiedades; sin embargo, bajo condiciones ordinarias, las desviaciones del comportamiento ideal son pequeñas y pueden...