ÍNDICE

TEMAS SELECTOS DE TEMAS SELECTOS DE QUÍMICA 1QUÍMICA 1

TEMAS SELECTOS DE TEMAS SELECTOS DE QUÍMICA 1QUÍMICA 1

P.V = n. R. TP.V = n. R. T

Mtro. Uriel Armando Ballinas Alfaro

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Bloque 1 Modelo cinético molecularBloque 1 Modelo cinético molecular Características de los gasesCaracterísticas de los gases Variables que definen el estado gaseosoVariables que definen el estado gaseoso Leyes de los gasesLeyes de los gases Características del estado líquido de la materiaCaracterísticas del estado líquido de la materia Características del estado sólido de la materiaCaracterísticas del estado sólido de la materia Teoría cinético molecularTeoría cinético molecular

Contenido temático del primer parcialContenido temático del primer parcial

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Enlace químicoEnlace químico

Fuerzas que unen a los átomos en distintos Fuerzas que unen a los átomos en distintos compuestos.compuestos.

Tipos:Tipos: Iónico, covalente y metálico.Iónico, covalente y metálico.

Fuerzas intermolecularesFuerzas intermoleculares

Fuerzas dipolo - dipolo.Fuerzas dipolo - dipolo. Se presenta en moléculas polares como:

HCl, HF y H2O.

Atracción entre el polo positivo de una molécula con el polo negativo de otra.

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Fuerzas de dispersión de London. Fuerzas de dispersión de London. Se presentan en átomos y moléculas no polares como: halógenos (Cl2, F2, Br2 y gases nobles (He, Ne, Ar).

Cuando una sustancia cambia de estado no varía su naturaleza química.

Puente de hidrógeno. Puente de hidrógeno. Se presenta entre el H de un enlace polar y un par de electrones no compartidos del átomo electronegativo vecino (F, O, N)

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GasesGasesSe encuentran en.* Atmósfera (mezcla de gases que

rodea la tierra), cuya composición es:

Nitrógeno 78% Oxígeno 21% CO2 0.03% Otros gases 0.07%

* Litósfera parte sólida de la tierra. Gases hidrocarburos (metano,

etano, propano, butano.

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Características de los gasesCaracterísticas de los gases

DifusiónDifusión

CompresiónCompresión

ExpansiónExpansión

DensidadDensidad

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DifusiónDifusión CompresiónCompresión

ÍNDICE

ExpansiónExpansión DensidadDensidad

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Propiedades medibles de los gasesPropiedades medibles de los gases

TemperaturaTemperatura: °C (grados Celsius)

K (Kelvin)

PresiónPresión: Se mide en Pascales (Pa)

mm de Hg

atmósferas

1 atm = 760 mm Hg = 101 KPa

VolumenVolumen: Se mide en:

L ml

m3 cm3

Cantidad de materiaCantidad de materia: Se mide en moles

1mol = cantidad de sustancia que contenga 6.022X1023 partículas (átomos o moléculas)

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Leyes de los gasesLeyes de los gases

Ley de Avogadro.Ley de Avogadro.A temperatura y presión constantes, el volumen de un gas es directamente proporcional al número de partículas del gas.V1 V2

n1 n2

n = m/MM

V (

L)

n

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Ejemplo 2. Un neumático de una motocicleta tiene un volumen de 3L y se llena con N2, según análisis habían 3.6 g del gas. Si después de cierto tiempo, la cantidad de gas se redujo a 1.2 g de N2, determina el volumen actual de neumático.

Ley de Avogadro.

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Ejemplo 3. En un experimento de laboratorio, tras la reacción del Mg + HCl en una jeringa se logró colectar 10 ml de H2 (evidenciado por el desplazamiento del émbolo de la misma), la masa de esta cantidad de H2 es 0.008 g ¿Cuántos ml de H2 son necesarios colectar para tener 0.05 moles de H2?

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Ejemplo 4. Un globo aerostático se infló totalmente con 750 ml de He, cuya masa total fue de 0.135 g. Unos días después el volumen de He en el globo se redujo a 200 ml, determina la cantidad de He en moles en estas últimas condiciones.

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Ley de Boyle-Mariotte.Ley de Boyle-Mariotte.A temperatura constante el volumen de un gas es inversamente proporcional a la presión que se aplica.

P1V1 = P2V2

Bomba para inflar llantas

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Cómo se mide la presión

Presión atmosféricaBarómetro de Torricelli

La presión que ejerce un gas en un recipiente Manómetro

ÍNDICELey de CharlesLey de Charles

““A presión y cantidad de materia constantes, el A presión y cantidad de materia constantes, el

volumen de un gas es directamente proporcional volumen de un gas es directamente proporcional

a su temperatura”.a su temperatura”.

A P = 1 atm y T = 273 K, V = 22.4 l para cualquier gas.

El volumen se hace cero a 0 K

gráfica

V1 V2

T1 T2

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Ley de Gay-LussacLey de Gay-Lussac

Relaciona la presión con la temperatura.

La presión de un gas es directamente La presión de un gas es directamente

proporcional a la temperatura absoluta (a proporcional a la temperatura absoluta (a

volumen y cantidad de materia constantes).volumen y cantidad de materia constantes).

P (

atm

)

T (K) ¿Por qué son más rápidas las ollas exprés en la

cocción de los alimentos?

P1/T1 = P2/T2

ÍNDICE

ÍNDICE

Ley general de los gasesLey general de los gases

““Es una combinación de las leyes de Boyle-Mariotte y Charles Es una combinación de las leyes de Boyle-Mariotte y Charles

donde se relacionan las tres variables: volumen, temperatura y donde se relacionan las tres variables: volumen, temperatura y

presión”.presión”.

P1V1

T1

P1V1

T1

ÍNDICE

P V

T

Ley de Boyle

Ley de CharlesLey de Gay - Lussac

P1V1 = P2V2

V1/T1 = V2 /T2P1/T1 = P2/T2

P1V1 = P2V2

T1 T2

Ley General de los gases

Ley General de los gases

Inversamente proporcional

Directamente proporcional

Directamente proporcional

ÍNDICE

ÍNDICE

Cl2 gaseoso

HCl y NH3 gaseosos

Estado gaseoso

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Un gas queda definido por cuatro variables:

Cantidad de sustancia

Volumen

Presión

Temperatura

moles

l, m3, …

atm, mm Hg o torr, Pa, bar

ºC, K

Unidades:

1 atm = 760 mm Hg = 760 torr = 1,01325 bar = 101.325 Pa

K = ºC + 273

1l = 1dm3

Medidas en gasesMedidas en gases

ÍNDICE Leyes de los gases

SIMULADORLEYES GASES

Ingles

(a) Al aumentar la presión a volumen constante, la temperatura aumenta

(b) Al aumentar la presión a temperatura constante, el volumen disminuye

(c) Al aumentar la temperatura a presión constante, el volumen aumenta

(d) Al aumentar el número de moles a temperatura y presión constantes, el volumen aumenta

SIMULADORLEYES GASES

n _ p

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Combinación de las tres leyes:

P

Boyle: V =k’

ΔT= 0, Δn= 0

Charles: V = k’’. T ΔP= 0, Δn= 0

Avogadro: V = k’’’. n ΔP= 0, ΔT= 0

=P

k’k’’k’’’ n TV =

P

R n T

Ley de los gases ideales:

PV = nRTR se calcula para:

n = 1 mol

P = 1 atm

V = 22,4 l

T = 273 K

R = 0.082 atm L/ mol K

R = 8.31 J/ mol K = 1.987 cal /mol K

Leyes de los gases

Ecuación general de los gases idealesEcuación general de los gases ideales

T

P.V=

T´

P´. V´

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Teoría cinética de los gases. Modelo molecularTeoría cinética de los gases. Modelo molecular: Los gases están constituidos por partículas (átomos o moléculas) separadas por

espacios vacíos. Las partículas de un gas están en constante movimiento en línea recta, al azar en todas la direcciones.

El volumen total de las partículas de un gas es muy pequeño (y puede despreciarse) en relación con el volumen del recipiente que contiene el gas.

Las partículas de un gas chocan entre sí y con las paredes del recipiente que lo contiene. Es tos choque se suponen elásticos, es decir, las partículas no ganan ni pierden energía cinética en ellos. La presión del gas se produce por las colisiones de las partículas con las paredes del recipiente.

La energía cinética de las partículas aumenta con la temperatura del gas.

Las fuerzas atractivas y repulsivas entre las partículas se pueden considerar despreciables.

Teoría cinética de los gasesTeoría cinética de los gasesEntre 1850 y 1880 Maxwell, Clausius y Boltzmann

desarrollaron esta teoría, basada en la idea de que todos

los gases se comportan de forma similar en cuanto al

movimiento de partículas se refiere.

Boltzmann Clausius

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Modelo Molecular para la Ley de AvogadroModelo Molecular para la Ley de Avogadro

V = K n (a T y P ctes)

La adición de más partículas provoca un aumento de los choques contra

las paredes, lo que conduce a un aumento de presión, que desplaza el

émbolo hasta que se iguala con la presión externa. El proceso global

supone un aumento del volumen del gas.

Teoría cinética de los gases

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Modelo Molecular para la Ley de Boyle y MariotteModelo Molecular para la Ley de Boyle y Mariotte

V = K 1/P (a n y T ctes)

El aumento de presión exterior origina una disminución del volumen, que

supone el aumento de choques de las partículas con las paredes del

recipiente, aumentando así la presión del gas.

Teoría cinética de los gases

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Modelo Molecular para la Ley de Charles y Gay-LussacModelo Molecular para la Ley de Charles y Gay-Lussac

V = K T (a n y P ctes)

Al aumentar la temperatura aumenta la velocidad media de las partículas, y

con ello el número de choques con las paredes. Eso provoca un aumento

de la presión interior que desplaza el émbolo hasta que se iguala con la

presión exterior, lo que supone un aumento del volumen del gas.

Teoría cinética de los gases

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Volumen molar de un gasVolumen molar de un gas

El volumen de un mol de cualquier sustancia gaseosa es 22,4 l en

condiciones normales

francés

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TT

P.VP.V=

T´T´

P´. V´P´. V´

finfinfinfin

APÉNDICE

ÍNDICE

http://w3.cnice.mec.es/eos/MaterialesEducativos/mem2003/gases

Materiales premiados CNICE Materiales premiados CNICE

““Leyes Gases”Leyes Gases”

INTRO

Apéndice

ÍNDICE

ÍNDICE

ÍNDICE

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SI Sistema Internacional de Unidades KSistema inglés °F

El grado Fahrenheit (representado como °F) es una escala de temperatura propuesta por Daniel Gabriel Fahrenheit en 1724. La escala establece como las temperaturas de congelación y ebullición del agua, 32 °F y 212 °F, respectivamente. El método de definición es similar al utilizado para el grado Celsius (°C)."Colocando el termómetro en una mezcla de sal de amonio o agua salada, hielo y agua, encontré un punto sobre la escala al cual llamé cero. Un segundo punto lo obtuve de la misma manera, si la mezcla se usa sin sal. Entonces denoté este punto como 30. Un tercer punto, designado como 96, fue obtenido colocando el termómetro en la boca para adquirir el calor del cuerpo humano."