leyes de los gases ideales

Leyes de los gases ideales
Objetivos:
1. Describir correctamente las leyes del comportamiento delos gases.
2. Determinar el volumen molar de un gas calculando su valor a condiciones normales de presión.

Fundamento teórico:
Los gases ideales son aquellos cuyas moléculas no interactúan entre si y se mueven aleatoriamente. En condiciones normales y en condiciones estándar.
Se denomina gas aun estado de agregación de la materia en el cual las fuerzas interatómicas o intermoleculares de una sustancia son tan pequeñas que no adopta ni forma ni volumen fijo, tendiendo a expandirse todo lo posible para ocupar todo el volumen del recipiente que la contiene.

Los gases ideales son gases hipotéticos, los cuales se suponen compuestos por partículas que no interaccionan entre sí y que noocupan ningún volumen. La aproximación de gas ideal se cumple satisfactoriamente en aquellos gases que se encuentran a baja presión y a una temperatura no demasiado baja.

El estado de un gas queda determinado por 3 variables: Presión (P), Volumen (V) y Temperatura (T). Existe una ecuación de estado que expresa la relación que existe entre estas magnitudes en los gases ideales, y describesatisfactoriamente el comportamiento de los gases en condiciones de bajas presiones y altas temperaturas. Es la ecuación de estado de los gases ideales:

P·V = n·R·T

donde n es el número de moles del gas y R es la constante universal de los gases: 0.082 atm·litros/(k·mol).

Ley de Boyle:
El químico Robert Boyle (1627 - 1697) fue el primero en investigar la relación entre la presión de un gas y suvolumen.
La ley de Boyle establece que: el volumen de una determinada cantidad de gas, que se mantiene a temperatura constante, es inversamente proporcional a la presión que ejerce.
La Presión que ejerce un gas y el Volumen que ocupa son inversamente proporcionales siempre que haya una cantidad fija de gas (n constante) a una temperatura constante (T constante).

Teniendo en cuenta laecuación de estado de los gases ideales: P·V = n·R·T, si n es constante, T es constante y R es constante, el producto P·V es una constante, lo cual indica que P·V = constante; por tanto P = constante / V con lo cual se ve que ambas magnitudes (en esas condiciones mencionadas) son inversamente proporcionales.

P1 . V1 = P2 . V2

Para que para que se cumpla la Ley de Boyle es importante que permanezcanconstantes el número de moles del gas, n, y la temperatura de trabajo, T.

La ley de Charles:
La relación entre la temperatura y el volumen fue enunciada por el científico francés J. Charles (1746 - 1823), utilizando muchos de los experimentos realizados por J. Gay Lussac (1778 - 1823).
La ley de Charles y Gay Lussac se resume en: el volumen de una determinada cantidad de gas que se mantieneapresión constante, es directamente proporcional a su temperatura absoluta.

Ley de los cambios triples:
Al combinar las leyes mencionadas se obtiene la ley combinada de los gases ideales o ley de los cambios triples, que establece que para una determinada cantidad de gas se cumple:



Para determinar los valores entre dos estados diferentes podemos emplear:



Ley de Avogadro:
Larelación entre la cantidad de un gas y su volumen fue enunciada por Amadeus Avogadro  (1778 - 1850), después de los experimentos realizados años antes por Gay - Lussac.
La ley de Avogadro establece que el volumen de un gas mantenido a temperatura y presión constantes, es directamente proporcional al número de moles del gas presentes:



Para determinar los valores para dos estados diferentespodemos usar:




Ley general del gas ideal:


Propiedades que se mantienen constantes
Ley
Expresión
moles, n
temperatura, T
Boyle
P.V = constante
moles, n
presión, P
Charles
V / T = constante
presión, P
temperatura, T
Avogadro
V / n = constante

Material:
Mechero de Bunsen
Termómetro
Barómetro
Soporte universal
Balanza analítica
Pinzas de madera
Manguera pequeña de...