El Estado Gaseoso y sus Leyes

1.- UNIDADES

VOLUMEN, TEMPERATURA y CANTIDAD DE SUSTANCIA

PRESIÓN Atmósfera, Pascal

Gases

Presión de un gas

P F

A

F ma10.000Kg9.8m s2

F 105N

P F

A

Patm 105N1m2 105 N

m2 105PaUnidad SI de presiónKg/(m x s2) = Pa

Barómetro de Torricelli

1.01325 105 Pa = 1 atm = 760 mmHg = 760 torr

Unidades de Presión

La relación entre la presión P y la altura h de una columnalíquida en un barómetro es

P = g d hg = aceleración de gravedad (9,81 m/s2)d = densidad del líquidoh = altura columna

Manómetrode Hg

LEYES DE LOS GASES

1.- Ley de Boyle

Presión y Volumen

2.- Ley de Charles

Temperatura y Volumen

3.- Ley de Gay- Lussac

TEMPERATURA Y PRESIÓN

4.- Hipótesis de Avogadro

VOLUMEN Y CANTIDAD DE SUSTANCIA

Condiciones Normales de Presión y Temperatura(CNPT o CN)

CNPT: 1 atm (760 mm Hg) y OºC (273 K)

Vm CNPT = 22, 414 L

LEY COMBINADA DE LOS GASES

P1v1 = P2v2

T1 T2

ECUACIÓN GENERAL DE LOS GASES IDEALES

PV = nRT

R= Constante general de los gases ideales

LEY DE DALTON DE LAS PRESIONES PARCIALES

“La Presión total ejercida por una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales que ejerce cada gas en el recipiente que lo contiene, como si ocupara, por sí solo todo el volumen que ocupa la mezcla”

Pi = PT Xi

Pi = Presiones parcialesPT= Presión TotalXi = Fracción Molar

Teoría Cinético Molecular de de Los Gases

Postulados:

Los gases están compuestos por moléculas cuyo tamaño es despreciable comparado con la distancia existente entre ellos

Las partículas de los gases se mueven al azar

Los choques son elásticos

La Energía cinética media de un gas es proporcional a su temperatura absoluta

GASES REALES

Sustancia

a (L2 atm/mol2) b(L/mol)

He 0.0341 0.0237

H2 0.244 0.0266

O2 1.36 0.0318

H2O 5.46 0.0305

CCl4 20.4 0.1383

(P + (n2 . a )) ( V – n b ) = RT V2

1.- La teoría cinética de los gases, establece en forma CORRECTA que:

a) Mediante esta teoría se puede dilucidar el concepto de presión de un gas ideal.b) Los gases que cumplen esta teoría están en CNPT.c) Los gases que cumplen esta teoría deben ser monoatómicos.d) Cuando ocurre un choque entre dos partículas de un gas ideal, existe pérdida de energía.e) La distancia entre cada partícula del gas ideal debe ser igual al doble de su radio atómico.

2.- Según las propiedades generales de los gases, determine cual de las afirmaciones es la CORRECTA :a) La ley de Charles relaciona la temperatura con la presión. b) Cuando se sobrepasa el limite de CNPT, un gas se comportará como real.c) La constante "a" de los gases reales corrige la influencia de las fuerzas atractivas intermoleculares.d) Para que se cumpla que la presión total de una mezcla de gases sea la sumatoria de las presiones parciales de los gases constituyentes de dicha mezcla, todos los gases deben ser iguales.e) El CO2 se considera un gas ideal, mientras que el O2 se considera un gas real.

3.- Se aumenta, a presión constante, la temperatura de un gas desde 30 ºC hasta 82 ºC ¿ En cuanto habrá aumentado su volumen?

a) 1,17 %b) 17%c) 0,17 %d) 85%e) 0.85 %

4.- Si se queman 5,0 g de grafito contaminado con arcilla, y el CO2 producido ocupa 7.05 L a 20 ºC y 740 mm de Hg. El porcentaje de carbón presente en la muestra de grafito es de:a) 68.6 % de carbónb) 100 % de carbónc) 41.6 % de carbónd) 53.4 % de carbóne) Ninguna de las anteriores

5.- Una mezcla contiene 4,00 g de CH4 (g), 4,00 g de C2H4 (g) y 4,00 g de C4H10 (g) está encerrado en un matraz de 1,50 L a una temperatura de 0 ºC. (a) Calcule la presión parcial de cada uno de los gases de la muestra, (b) Calcule la presión total de la mezcla.

R: PCH4 (g) = 3,72 atm, PC2H4 (g) = 2,13 atm, PC4H10 (g) = 1,03 atm (b) Pt = 6,88 atm

6.- A 400 K se introducen en un recipiente de 100 L, 340 g de sulfuro de hidrógeno y 160 g de oxígeno. Si posteriormente ambos gases reaccionan según la ecuación siguiente, produciendo agua y óxido de azufre: 2 H2S (g) + 3 O2 (g) 2 SO2 (g) + 2 H2O (g)Calcule la presión inicial y la presión final después de reacción en el recipiente.

8.- El nitrógeno y el hidrógeno gaseoso reaccionan para formar amoniaco gaseoso:

A cierta temperatura y presión, 0,70 L de N2 reacciona con 2,1 L de H2. Si se consumen todo el N2 y el H2, ¿qué volumen de NH3, a la misma temperatura y presión se producirá?

7.- Calcule el volumen de O2 a 47 ºC y 720 mm de Hg que reaccionará Con 5 litros de SO2, de acuerdo a la siguiente reacción:

SO2 (g) + O2 (g) SO3 (g)

10.- El carburo de calcio reacciona con agua para producir gas acetileno, C2H2.

CaC2 (s) + 2 H2O (l) Ca(OH)2 (ac) + C2H2 (g)

Calcular el volumen (en litros) de acetileno producido a 26 ºC y 684 mm Hg a partir de 0.0025 moles de CaC2 y un exceso de agua.

9.- El carbonato de amonio se descompone al calentarlo según la ecuación:

NH4CO2NH2 (s) 2 NH3 (g) + CO2 (g)Calcule el grado de disociación del carbonato si 5,0 gramos del compuesto vaporizado completamente ocupan un volumen de 7,66 litros a 740 mmHg y 200 ºC.MA O: 16 g/mol MA N: 14 g/mol