Gases

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Introducción

Las primeras leyes de los gases fueron desarrollados a finales del siglo XVII, cuando los científicos empezaron a darse cuenta de que en las relaciones entre la presión, el volumen y la temperatura de una muestra de gas se podría obtener una fórmula que sería válida para todos los gases. Estos se comportan de forma similar en una amplia variedad de condiciones debido ala buena aproximación que tienen las moléculas que se encuentran más separadas, y hoy en día la ecuación de estado para un gas ideal se deriva de la teoría cinética. Ahora las leyes anteriores de los gases se consideran como casos especiales de la ecuación del gas ideal, con una o más de las variables mantenidas constantes.

La determinación de una ecuación de estado de los gases implicainevitablemente la medición de la presión, o fuerza por unidad de área, que un gas ejerce sobre las paredes del recipiente que lo contiene. La presión de los gases comúnmente se expresa en atmósferas o milímetros de mercurio.
El estudio sistemático del comportamiento de los gases le interesó a los científicos durantes siglos. Destacan los nombres de varios investigadores que establecieron laspropiedades de los gases.

Gases

Gases Ideales

Un gas ideal es un gas teórico compuesto de un conjunto de partículas puntuales con desplazamiento aleatorio que no interactúan entre sí. El concepto de gas ideal es útil porque el mismo se comporta según la ley de los gases ideales, una ecuación de estado simplificada, y que puede ser analizada mediante la mecánica estadística.
En condiciones normalestales como condiciones normales de presión y temperatura, la mayoría de los gases reales se comportan en forma cualitativa como un gas ideal. Muchos gases tales como el aire, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, gases nobles, y algunos gases pesados tales como el dióxido de carbono pueden ser tratados como gases ideales dentro de una tolerancia razonable. Generalmente, el apartamiento de lascondiciones de gas ideal tiende a ser menor a mayores temperaturas y a menor densidad (o sea a menor presión), ya que el trabajo realizado por las fuerzas intermoleculares es menos importante comparado con energía cinética de las partículas, y el tamaño de las moléculas es menos importante comparado con el espacio vacío entre ellas.

Ecuación de Gases Ideales:

La ecuación que describe normalmente larelación entre la presión, el volumen, la temperatura y la cantidad (en moles) de un gas ideal es:
P \cdot V = n \cdot R \cdot T \,\!
Donde:
P\! = Presión absoluta
V\! = Volumen
n\! = Moles de gas
R\! = Constante universal de los gases ideales
T\! = Temperatura absoluta

Donde, R es la constante de los gases ideales y su valor es 0.08205 [L·atm·mol-1·K-1]. Por otrolado, ésta expresión implica que las cuatro variables involucradas no son independientes unas de otras; en realidad, si tres de ellas están fijas, la otra lo está también. Un ejemplo de cómo se puede emplear la ecuación del gas ideal es el siguiente:

Ejemplo: Al llevar a cabo una reacción química, uno de los productos fue ácido fluorhídrico gaseoso, el cual se almacenó en un recipiente de 35 [L],a una temperatura de 21 [º C]. Si el gas se encontraba a una presión de 7 [atm], determine cuántos gramos de ácido se obtuvieron.



Resolución: Al despejar n de la ecuación del gas ideal y sustituir, se obtienen los moles del ácido.



Aplicando el factor de conversión adecuado, se obtienen los gramos del ácido solicitados

Condiciones normales

Es un término definido por laIUPAC, Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (en inglés: International Union of Pure and Applied Chemistry) como: término cualitativo, en función de la preferencia del investigador, que usualmente implica la presión ambiental y la "temperatura del lugar". Preferiblemente las variables de temperatura y presión deberían ser tomadas como valores representativos de las condiciones actuales (o...