Gases

UNIDAD V

Igual que la relacion presion – volumen a temperatura constante, se pueden comparar 2 conjuntos de condicion volumen – temperatura para una muestra dada a presion cte se puede escribir.

V1 = K2 = V2
T1 T2

V1 = T2
T1 T2

El trabajo del italiano Avogrado completo los estudios de Boyle, Charles y Gay lussac. Establecio que a la misma temperatura y presion, volumenesiguales de diferentes gases contienen el mismo numero de molecululas

V ~ n V ~ K3 n
Donde n presenta el numero de moles y K3 es la cte de proporcionalidad

Esta ecuacion es la expresion matematica de la ley de Avogrado, la cual establece que a presion y temperaturas cte, el volumen de un gas es directamente proporcional al numero de moles del gas presente.
De la ley aprendimos que cuando dosgases se relacionan entre si, los volumenes de cada uno de los gases tienen una relacion simple entre si.
Si el producto es un gas, su volumen se relaciona con el volumen de los reactivos a travez de una sencilla ecuacion.

3 H2 + N2 -----> 2 NH3
3 mol 1 mol 2 mol

(DIBUJITO)

resumiendo las leyes estudiadas

Ley de Boyle V ~ 1 (a n y temp. Cte)
p

Ley de charles V ~ T(a n y P cte)

Ley de Avogadro V ~ n (a P y Temp cte)

Se pueden combinar las 3 ecuaciones para obtener una sola.

V ~ n.T
P

= R.n.T
P

P.V = n.R.T

Donde R, la cte de proporcionalidad, se denomina cte de los gases.

La ecuacion se conoce como “la ecuacion de los gases ideales” que describe la relacion entre las 4 variables P, V, n, T.
Las moleculas de un gas ideal en seatraen ni repelen entre si, y su volumen es despreciable con el volumen del recipiente que lo contiene.

Antes de aplicar esta ecuacion, se debe evaluar R, la constante de los gases. A 0 °C (273 °K) y 1 atm de presion muchos gases se comportan como ideales. En las experiencias se comprobo que 1 mol de un gas ideal ocupa un volumen de 22,4 litros.

En la ecuacion se puede escribir.

R = P.Vn.T

= (1 atm) . 22,4 L
1 mol . 273 °K

= 0,082 atm . L
mol. °K

La ecuacion es util para problemas que no implican cambios de P, T, n y V.
Cuando estas condiciones cambian se modifica un poco tomando en cuenta las condiciones iniciales y finales.

R1 = P1. V1 (antes del cambio)
n1 . T1

Y

R2 = P2. V2 (despues del cambio)
n2 . T2

De manera que P1. V1 = P2 .V2
n1 . T1 n2 . T2

Si n1=n2 se mantienen constantes como generalmente pasa la ecuacion se reduce

P1. V1 = P2 . V2
T1 T2

Se utilizaron relaciones entre cantidades (en moles) y masas (en gramos) de reactivos y productos para resolver problemas de estequiometria. Si los reactivos y/o productos son gases, tambien se establecen las relaciones entre cantidades ( n, moles) y volumen(v) para resolver problemas

Los sig. ejemplos muestran como establecen las leyes de los gases en estos calculos

(copiamos la formulita)

Esto se utiliza para calcular el vol. de un gas consumido o producido en una reaccion.

Ley de dalton:

Dalton establecion un ley conocida como Ley de dalton de las presiones parciales, la cual establece que la presion total de una mezcla de gaseses en realidad la suma de las presiones que cada gas ejerciria si estuviera solo.

Si tenemos un gas A y un gas B la presion total Pt es el resultado de las colisiones de ambos tipos de moleculas, A y Bm con las paredes del recipiente. De acuerdo con la ley de dalton

Pt = Pa + Pb

= nA RT + nB RT
V + V

= RT
V (nA + nB)

= n RT
V

Donde n es el numero de moles de los gasespresentes, Pa y Pb son las presiones parciales de A y B respectivamente.. Asi, para una mezcla de gases, la Pt depende solo del numero total de moles de gas presente.
En general, la presion total de una mezcla de gases esta dada por:
Pt = P1 + P2 + P3 +…..

Donde P1, P2, P3 son las presiones parciales. Para ver como esta relacionada cada presion parcial con la presion total. Dividiendo Pa...