ESTADOS DE AGREGACIÓN

1

2

3

ESTADO GASEOSO

ESTADO GASEOSO

4

COMPORTAMIENTO DE LOS GASES No tienen forma definida ni volumen

propio Sus moléculas se mueven libremente y a

azar ocupando todo el volumen a disposición.

Pueden comprimirse y expandirse. Baja densidad. Todos los gases se comportan de manera

similar frente a los cambios de P y T.

5

Sustancias gaseosas a T ambiente Monoatómicas: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Diatómicas: H2, N2, O2, F2, Cl2 HCl, CO, NO Triatómicas: CO2, O3, SO2

Tetraatómicas:SO3, NH3

Poliatómicas: CH4, C2H6

6

7

¿Qué magnitudes necesito para definir el estado de un gas?

8

Para definir el estado de un gas se requieren cuatro magnitudes:

TemperaturaPresiónVolumenMasa

9

ESCALAS DE TEMPERATURA

10

ESCALA CELSIUS (ºC)

Punto inferior: 0 ºC (fusión del agua)

Punto superior: 100 ºC (ebullición del agua)

100 ºC

0 ºC

11

ESCALA FARENHEIT (ºF)

(ºC – 0)= (ºF – 32) 100 180

ºC = 100 (ºF – 32) 180

ºC = 5 (ºF – 32) 9

212 ºF

0 ºF

32 ºF

100 ºC

0 ºC

X

12

ESCALA KELVIN O ABSOLUTA (K)

T(K) = t (ºC) + 273

100 ºC

-273 ºC

0 ºC

373 ºK

0 ºK

273 ºK

13

PRESIÓN

PRESIÓN (unidades)

1atm ≡ 760mmHg≡ 760 Torr

1atm ≡1,013.105 Pa≡1013 hPa

14

15

Experiencia de Torricelli.Presión atmosférica estándar

1,00 atm=760 mm Hg=760 torr=101,325 kPa=1,01325 bar=1013,25 mbar

Fg

Fa

Fa = Fg = mg = Vg = Ahg = hg A A A A A

Fa = Pa = h g A

16

Medida presión de gasesManómetro de extremo abierto

17

Medida presión de gasesManómetro de extremo abierto

18

Medida presión de gasesManómetro de extremo cerrado

Pgas = h2-h1

19

LEYES DE LOS GASES IDEALES

20

Ley de Boyle

Ley de Boyle (1662) V = k2

P

PV = constante (k2) para n y T constantesPara 2 estados diferentes:

P1V1 = cte = P2V2

La presión de una cierta cantidad de gas ideal a T cte. Es inversamente proporcional al volumen.

21

Ley de Charles

Charles (1787) V T

V = k3 T

para n y P constantes Para 2 estados:

V1/T1= cte=V2/T2

A presión constante, una cierta cantidad de gas ideal, aumenta el volumen en forma directamente proporcional a la T.

22

Ley de Gay-LussacGay-Lussac (1802) P a TA volumen constante, una cierta cantidad de gas ideal, aumenta la presión en forma directamente proporcional a la T.

P = k4 T

para n y V constantes Para 2 estados:

P1/T1= cte=P2/T2

23

Ley de Avogadro

V n o V = k1 · n

En condiciones normales (CNPT):

1 mol de gas = 22,4 L de gas

A una temperatura y presión dadas:

Volúmenes iguales de todos los gases medidos a las mismas condiciones de P y T tienen el mismo número de moléculas y de moles.

24

Combinación de las leyes de los gases: ECUACIÓN GENERAL DEL GAS IDEAL.

Ley de Boyle V 1/P

Ley de Charles V T Ley de Avogadro V n

PV = nRT

V nTP

25

Constante universal de los gases (R)

R = PVnT

= 0,082057 atm L mol-1 K-1

= 8.3145 m3 Pa mol-1 K-1

PV = nRT

= 8,3145 J mol-1 K-1

= 1,98 Cal mol-1 K-1

= 8,3145 m3 Pa mol-1 K-1

26

ECUACIÓN DE ESTADO

P1 V1 = P2 V2 T1 T2

Para 2 estados diferentes se cumple:

Estado 1:

P1 V1 = nRT1

Estado 2:

P2 V2 = nRT2

P1 V1 = nR T1

P2 V2 = nR T2

27

Aplicaciones de la ley de los gases ideales

Determinación de pesos moleculares y densidad de gases

PV = nRT V = m

P m = nRT

pero Reeemplazando V

P m = RT n

entonces peroM = m n

entonces M = RT P

28

MEZCLA DE GASES

29

Ley de Dalton de las presiones parciales

• Las leyes de los gases se aplican a las mezclas de gases.

• Presión parcial:– Cada componente de una mezcla de gases ejerce una presión

igual a la que ejercería si estuviese él sólo en el recipiente.

30

Ley de Dalton (Ley de las Presiones parciales)

Ptot = PA + PB + PC + …

Pi = Xi PT

Xi = ni = ni . nT nA + nB nC +...

La presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las Presiones parciales.

31

GASES IDEALES

Gas Ideal

Es aquel que cumple estrictamente la ecuación general a cualquier presión y temperatura

Los gases reales solo la cumplen a presiones bajas y temperaturas altas

32