Gases

Objetivo: 
El alumno demostrará con los datos obtenidos en el laboratorio, las leyes de Boyle, Charles - Gay Lussac y la ley combinada del estado gaseoso.
Introducción
La materia puede presentarse en tres estados fundamentales de agregación: sólido, líquido y gaseoso. Las partículas que forman la materia se encuentran en ocasiones en condiciones de desorden completo, como en el caso del gasideal, o pueden formar ordenaciones regulares, como en el caso del sólido cristalino, pero entre ambos estados ideales existen otros reales (aunque suelen estudiarse los ideales por su mayor facilidad para establecer leyes generales).
Estado Gaseoso
Los gases forman un estado de la materia en el que sus partículas se encuentran en un completo desorden, debido a la gran distancia que hay entre lasmoléculas, y a que no existen grandes fuerzas que las unan.
Los gases se expanden indefinidamente y no tienen forma ni volumen definido, sino que adoptan la forma del recipiente que los contiene. También se pueden comprimir fácilmente, reduciéndolos a una porción mínima del volumen inicial, sin que sea necesario aplicar grandes presiones.
El estudio de los gases ha sido fundamental en el desarrollo dela química. Cuando se comprimen o se calientan, los gases presentan un comportamiento más simple que otros estados de la materia. La modificación de la presión, volumen y temperatura originan la transición de un estado a otro de agregación de la materia, pudiéndose conseguir que la sustancia cambie de estado.
La presión transmite la idea de una fuerza, un empuje que tiende a mover algo en ciertadirección. La presión P, es de hecho la fuerza F que actúa sobre un área dada A. . Ésta, es debida al choque de las moléculas contra las paredes del recipiente que lo contiene.
Los gases ejercen una presión sobre cualquier superficie con la que están en contacto. Por ejemplo, el gas de un globo inflado, ejerce una presión sobre la superficie interna del globo. La unidad de presión del Sistemainternacional es el pascal, que es la presión ejercida por una fuerza de un Newton sobre una superficie de 1 metro cuadrado. No obstante, también se utiliza como unidad la atmósfera, que es la fuerza ejercida por una columna de mercurio de 760 mm de altura y 1cm2 de sección, a 0 º C y sobre el nivel del mar. 1atm= 101.325 pascales.
La presión parcial es la que ejerce uno de los gases que componen unamezcla cuando ocupa el volumen total de la masa. La presión total es la suma de las presiones parciales de los componentes de dicha mezcla.
Por su parte, el volumen de un gas es el espacio en el que sus moléculas se mueven libremente. La unidad de volumen es el centímetro cúbico.
Las Leyes de los Gases
Experimentos realizados con un gran número de gases revelan que se necesitan cuatro variablespara definir la condición física o estado de un gas: temperatura T, presión P, volumen V y la cantidad de gas, la cual por lo general se expresa como el número de moles n. las ecuaciones que expresan las relaciones entre T, P, V y n se conocen como leyes de los gases. Como el volumen se mide fácilmente, las primeras leyes de los gases que se estudiaron expresaban el efecto de una de las variablessobre el volumen, manteniendo constantes las dos variables restantes.
Relación Presión-Volumen: Ley de Boyle
En 1662, el químico Irlandés Robert Boyle (1627-1691) realizó las primeras medidas cuantitativas del comportamiento de los gases en relación con la presión y el volumen. Sus resultados indicaron que el volumen de una cantidad fija de gas mantenida a una temperatura constante es inversamenteproporcional a la presión V=C/P, donde P es la presión, V es el volumen y C es una constante.
El valor de la constante depende de la temperatura y de la cantidad de gas en la muestra.
Relación Temperatura-Volumen: Ley de Charles
La relación entre el volumen de un gas y la temperatura fue descubierta en 1787 por el científico francés Jacques Charles (1746-1823), Charles descubrió que el volumen de...