Estado gaseoso
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ESTADO GASEOSO
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Se denomina gas al estado de agregación de la materia quebajo ciertas condiciones de temperatura y presiónpermanece en estado gaseoso.
CONCEPTO
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PROPIEDADES DE LOS GASES
PRESIÓNMASA VOLUMEN TEMPERATURA
Representa lacantidad demateria del gas ysuele asociarse3con el numero demoles ( n )
Se define comola fuerza porunidad de áreaF/A. la presión Pde un gas es elresultado de lafuerza ejercidapor las partículasdel al chocarcontra lasparedes delrecipiente
Es el espacio enel cual semueven lasmoléculas
Es unapropiedad quedetermina ladirección delflujo del calor
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TEORÍA CINÉTICA DE LOS GASES
• Los gases están compuestos por partículas muy pequeñas llamadasmoléculas.
• No existen fuerzas de atracción entre las moléculas de un gas.
• Las moléculas de un gas se encuentran constantemente en movimientorápido chocan contra las paredes de un recipiente.
• Todas las colisiones moleculares son perfectamente elásticas enconsecuencia no hay perdida de energía cinética en todo el sistema.
• La energía cinética promedio por molécula del gas es proporcional a latemperatura medida en kelvin y a la energía cinética promedio pormolécula en todos los gases es igual a la misma temperatura
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LEY DE LOS GASESLEY DE boyle
En 1660 el químico ingles Robert Boyle ( 1627-1692) realizo una serie deexperiencias que relacionaban el volumen y la presión de un gas , a temperaturaconstante.
A temperatura constante, el volumen de una masa fija de un gas esinversamente proporcional a la presión que este ejerce.
P1 P2V2 V1
P1= presión inicial en atmosfera cm y mm de HgV1= volumen inicial en L, ml o cm3P2= presión final en atmosfera, mm o cm de HgV2= volumen final en L, ml o cm3T= constante
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Ejemplo
La presión que se ejerce sobre 50 L de un gas aumenta desde 20 atmosfera hasta80 atmosferas calcular el nuevo volumen si la temperatura permanece constante
P1= 20 atmosferasP2= 80 atmosferasV1= 50 LV2= ?T= constante
P1 X V1 = P2 X V2
P1 X V1 = V2P2
20a x 50 L= 12,5 L80a
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LEY DE CHARLES
Físico Francés que realiza experimentos en 1787. La temperatura también afectael volumen de los gases.
A presión constante, el volumen de la masa fija de un gas dado esdirectamente proporcional a la temperatura absoluta o viceversa.
V1 V2T1 T2
V1= volumen inicial en L, ml y cm3T1= temperatura inicial en grados kelvinV2= volumen final en L, ml y cm3T2= temperatura final en grados kelvinP= constante
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EJEMPLO
Una muestra gaseosa tiene un volumen de 200cm3 a 200 o C . Calcular elvolumen a 0 o C .Si la presión se mantiene constante.
V1= 200 cm3T1= 20 o C -- 293 o KV2= ?T2= 0 o C -- 273 o kP= constante
V1 V2T1 T2
V1 . T2 V2T1
V2= 200cm3 . 273 o K293 o K
V2= 186,34 cm3
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LEY DE GAY - LUSSAC
En 1808 el químico francés J. L. Gay Lussac ( 1778-1850) logro establecerclaramente la relación entre la presión y el volumen de un gas:
Si el volumen de un gas no cambia mientras lo calentamos, la presión delgas aumenta en la misma proporción en que se incremente latemperatura.
P1 P2T1 T2
P1= presión inicial atmosfera, cm y en mm de HgT1= temperatura inicial en grados kelvinP2= presión final en atmosfera, mm y en cm de HgT2= temperatura final en grados kelvinV= constante
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Ejemplo
Se dispone de un gas a 10 o C y la presión de 700 mm de Hg. Calcular la nueva presión cuando la temperatura se eleva a 100 o C, permaneciendo constante el volumen.
T1= 10 o C -- 283 o kP1= 700 mm de HgP2= ?T2= 100 o C -- 373 o CV= constante
P1 P2T1 T2
P1 . T2 P2T1
P2 = 700mm . 373 o K283 o K
P2= 922,61 mm
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LEY COMBINADA DE LOS GASES
Las leyes de Boyle ,Charles Gay- Lussac se pueden combinar en una ley que nosindica a la vez la dependencia del volumen de una cierta masa de gas conrespecto a la presión y a la temperatura.
Para una masa determinada de cualquier gas, se cumple que el productode la presión por el volumen divido entre el valor de la temperatura esuna constante
P1 . V1 P2 . V2T1 T2
P1= presión inicialP2= presión finalV1= volumen inicialV2= volumen finalT1= temperatura inicialT2= temperatura final
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DENSIDAD O PESO ESPECIFICO DE UN GAS
La densidad de un gas varia inversamente, con la temperatura absoluta y directamente con la presión
D1 . T1 D2 . T2P1 P2
D1= densidad inicialD2= densidad finalT1= temperatura inicialT2= temperatura finalP1= presión inicialP2= presión final
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LEY DE DALTON O DE LAS PRESIONES PARCIALES
John Dalton determino que cuando se ponen en un mismo recipiente dos o masgases diferentes que no reaccionan entre si:
La presión ejercida por la mezcla de gases es igual la suma de laspresiones parciales de todos ellos
PT= P1+P2+P3+P4……..
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PROBLEMAS DE GASES HÚMEDOS
Cuando se trata de resolver problemas de gases húmedos la ley de Daltondice:
La presión de un gas seco es igual a la presión total de la materiagaseosa, menos la presión de vapor de agua a dicha temperatura.
EJEMPLO
Se recogió un gas sobre agua a 30 o C. El volumen del agua recogido es 80ml y la presión de 80 ml de Hg calcular el volumen del gas seco encondiciones normales. (presión del vapor de agua a 30 o C es igual a 31,82 mlde Hg)
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1
Presión del gas seco = 80 mm de Hg – 31,82 mm de Hg
¨ ¨ = 768,18 mm de Hg
2
P1 . V1 P2 . V2T1 T2
DATOS
P1= 768,18 mmV1= 80 mlT1= 30 o C -- 303 o KP2= 760 mmT2= 273 o KV2= ?
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P1 . V1 P2 . V2T1 T2
V2 P1 . V1 . T2T1 . P2
V2 718,18 mm . 80 ml . 273 o K 72, 85 ml303 o K . 760 mm
V2 72,85 ml
v
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PRINCIPIO DE AVOGADRO
En 1811, Amadeo Avogadro encontro experimentalmente que
volúmenes iguales de todos los gases medidos a las mismascondiciones de temperatura y presión contienen el mismonumero de moléculas
6,02 . 10 a la potencia 23
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LEY DE GRAHAM O DE LAS DIFUSIONES GASEOSAS
En 1829 Thomas Graham descubrió que los rangos de velocidad a los que losdiferentes gases se difunden, bajo condiciones idénticas de T y P, soninversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus densidades otambién que el cociente de sus velocidades de difusión es inversamenteproporcional es inversamente proporcional a la raíz cuadrada delcociente de sus masas moleculares
V1 V2D2 D1
TERMINOLOGÍA
V1= velocidad de difusión inicialD2= densidad inicialV2= velocidad de difusión finalD2= densidad final
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En la practica de la ley expuesta se enuncia así:
El cuadrado de la velocidad de difusión, de un gas, es inversamente proporcional a su densidad
(V1)2 (V2)2
D2 D1