Los gases

LOS GASES
Se denomina gas al estado de agregación de la materia en el que las sustancias no tienen forma ni volumen propio, adoptando el de los recipientes que las contienen. Las moléculas que constituyen un gas casi no son atraídas unas por otras, por lo que se mueven en el vacío a gran velocidad y muy separadas unas de otras, explicando así las propiedades:
• Las moléculas de un gas seencuentran prácticamente libres, de modo que son capaces de distribuirse por todo el espacio en el cual son contenidos. Las fuerzas gravitatorias y de atracción entre las moléculas son despreciables, en comparación con la velocidad a que se mueven las moléculas.
• Los gases ocupan completamente el volumen del recipiente que los contiene.
• Los gases no tienen forma definida, adoptando la de losrecipientes que las contiene.
• Pueden comprimirse fácilmente, debido a que existen enormes espacios vacíos entre unas moléculas y otras.
Existen diversas leyes que relacionan la presión, el volumen y la temperatura de un gas.
Ley de Boyle-Mariotte: Para una cierta cantidad de gas a temperatura constante, su presión es inversamente proporcional al volumen que ocupa.
Ley de Charles: A una presióndada, el volumen ocupado por una cierta cantidad de un gas es directamente proporcional a su temperatura.
Ley de Gay-Lussac: La presión de una cierta cantidad de gas, que se mantiene a volumen constante, es directamente proporcional a la temperatura: Es por esto que para poder envasar gas, como gas licuado, primero se ha de enfriarse el volumen de gas deseado, hasta una temperatura característicade cada gas, a fin de poder someterlo a la presión requerida para licuarlo sin que se sobrecaliente, y, eventualmente, explote.
Ley de los gases ideales: Las tres leyes mencionadas pueden combinarse matemáticamente en la llamada ley general de los gases. Su expresión matemática es:
siendo P la presión, V el volumen, n el número de moles, R la constante universal de los gases ideales y T latemperatura en Kelvin.
El valor de R depende de las unidades que se estén utilizando:
• R = 0,082 atm•l•K−1•mol−1 si se trabaja con atmósferas y litros
• R = 8,31451 J•K−1•mol−1 si se trabaja en Sistema Internacional de Unidades
• R = 1,987 cal•K−1•mol−1
• R = 8,31451 10−10 erg •K−1•mol−1
• R = 8,317x10−3 (m3)(Kpa)/(mol)(K) si se trabaja con metros cúbicos y kilo pascales
De esta ley se deduceque un mol de gas ideal ocupa siempre un volumen igual a 22,4 litros a 0 °C y 1 atmósfera. Véase también Volumen molar. También se le llama la ecuación de estado de los gases, ya que sólo depende del estado actual en que se encuentre el gas.
Gases reales
Si se quiere afinar más o si se quiere medir el comportamiento de algún gas que escapa al comportamiento ideal, habrá que recurrir a lasecuaciones de los gases reales, que son variadas y más complicadas cuanto más precisas. Los gases reales no se expanden infinitamente, sino que llegaría un momento en el que no ocuparían más volumen. Esto se debe a que entre sus partículas, ya sean átomos como en los gases nobles o moléculas como en el (O2) y la mayoría de los gases, se establecen unas fuerzas bastante pequeñas, debido a los cambiosaleatorios de sus cargas electrostáticas, a las que se llama fuerzas de Van der Waals.
El comportamiento de un gas suele concordar más con el comportamiento ideal cuanto más sencilla sea su fórmula química y cuanto menor sea su reactividad ( tendencia a formar enlaces). Así, por ejemplo, los gases nobles al ser moléculas monoatómicas y tener muy baja reactividad, sobre todo el helio, tendrán uncomportamiento bastante cercano al ideal. Les seguirán los gases diatómicos, en particular el más liviano hidrógeno. Menos ideales serán los triatómicos, como el dióxido de carbono; el caso del vapor de agua aún es peor, ya que la molécula al ser polar tiende a establecer puentes de hidrógeno, lo que aún reduce más la idealidad. Dentro de los gases orgánicos, el que tendrá un comportamiento más ideal...