Leyes de los gases y teoria cinetica molecular

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

QUÍMICA GENERAL I

LEYES DE LOS GASES Y TEORÍA CINÉTICA MOLECULAR

10 DE MARZO DE 2010

RESUMEN

Se han analizado las leyes de los gases relacionando variables como la presión, el volumen, la temperatura y las moles de una muestra de gas, en donde la masa del gas es constante y una de las tres variables también es constante; para concluir una sola expresiónmaestra “La ecuación del gas ideal” en la cual no solo la masa del gas puede variar sino también las tres constantes.
Se ha mencionado también la teoría cinética molecular de los gases la cual se basa en cuatro suposiciones y nos explica el comportamiento y propiedades macroscópicas de los gases.

Pág.
3

3
4
5
6
6
ÍNDICE

1. Ley de los gases y teoría cinéticamolecular………………………………………………………….………
2.1 Ley de los gases
1.1.1. Ley de Boyle…………………………………………………………………………………………………
1.1.2. Ley de Charles y Gay-Lussac…………………………………………………………………………..
1.1.3. Ley de Avogadro…………………………………………………………………………………………...
1.1.4. La ecuación del gas ideal………………………………………………………………………………….
2.2 Teoría cinética molecular de los gases……………………………………………………………………..

DESARROLLO TEÓRICO
1. Ley de los gases yTeoría cinética molecular de los gases

2.1. Ley de los gases

2.2.1. Ley de Boyle
Boyle analizó la relación existente entre la presión y el volumen de una muestra de un gas, encerró una cantidad de aire en el extremo cerrado de un tubo en forma de U utilizando mercurio como fluido de retención y notó que cuando la temperatura se mantiene constante, el volumen de una cantidad dadade un gas se reduce cuando la presión total que se aplica aumenta. (1, 2)
La expresión matemática que señala la relación inversa entre la presión y el volumen es:
P ∝ 1V
Donde P es la presión total que se aplica, V es el volumen de la cantidad dada y el símbolo ∝ significa “proporcional a”.
O lo que es lomismo P=k.1V donde k es la constante de proporcionalidad. Esta ecuación es una expresión de la Ley de Boyle, la cual establece que la presión de una cantidad fija de un gas mantenido a temperatura constante es inversamente proporcional al volumen del gas.
La constante de proporcionalidad k de la ecuación es igual a nRT, donde n es el número de moles del gas, R es una constante y T es latemperatura constante.
Aún cuando los valores individuales de presión y volumen varíen mucho para una muestra dada de un gas, siempre que la temperatura y la cantidad del gas sean constantes, el producto P.V será igual a la misma constante. Por lo tanto, para una muestra de un gas bajo dos condiciones distintas a temperatura constante, se tiene

P1.V1 = K = P2V2
P1.V1= P2. V2 (3)Fig. 1 Fig. 2

En los gráficos de representa la variación del volumen de una muestra de gas con la presión que se ejerce sobre él a temperatura constante. En la fig. 1 P vs V el volumen del gas se duplica cuando la presión se reduce a la mitad. En la fig. 2 se observa P vs 1/V. (4)

2.2.2. Ley de Charles y de Gay-Lussac
En 1848, Lord Kelvin identificó la temperatura de-273.15°C como el cero absoluto, teóricamente la temperatura más baja posible, y con el cero absoluto como punto de partida, estableció una escala de temperatura Kelvin.
Los puntos importantes de la escala de Kelvin y la de Celcius se comparan así:



Fig. 3

En la fig. 3 se observa la variación del volumen de una muestra de gas con el cambio de temperatura a presión constante. Cada línearepresenta la variación a una cierta presión. Las presiones aumentan desde P1 hasta P4. Todos los gases se condensan si se enfrían a temperaturas suficientemente bajas; las líneas sólidas representan la región de temperatura por arriba del punto de condensación. Al extrapolar estas líneas (líneas entrecortadas), todas coinciden en el punto que representa el volumen cero y una...