Sesion 09 Estado Gaseoso 15 i

7/21/2019 Sesion 09 Estado Gaseoso 15 i

http://slidepdf.com/reader/full/sesion-09-estado-gaseoso-15-i 1/29

SESIÓN N°09

GASESIng. Carmen Molina

UNIVERSIDAD NACIONAL

TECNOLOGICA DEL CONOSUR - UNTECS

QUIMICAGENERAL

-



ESTADO GASEOSO

TEMARIO LEYES DE LOS GASES ECUACIÓN UNIVERSAL DE LOS

GASES MEZCLA DE GASES TEORÍA CINÉTICA



PROPIEDADES DE LOSGASES

Son !i"o# $#e "erraman% No &ienen 'orma ni (ol!men

"e)ni"o# Son *om+re#i,le# Son e-+an#i,le# Son el#&i*o# Tienen "en#i"a"e# ,a/a# Se "i'!n"en La ma0or1a #on in*oloro#2 #al(o

el 3or2 el *loro2 el "i4-i"o "eni&rogeno 5!e +re#en&an *olor.



COMPORTAMIENTO DE LOSGASES 1. PRESIÓN E# la '!er6a e/er*i"a +or !ni"a" "e rea. En lo# ga#e# e#&a '!er6a

a*&3a en 'orma !ni'orme #o,re &o"a# la# +ar&e# "el re*i+ien&e. La +re#i4n a&mo#'7ri*a e# la '!er6a e/er*i"a +or la a&m4#'era #o,re

lo# *!er+o# 5!e e#&n en la #!+er)*ie &erre#&re. Se origina "el +e#o

"el aire 5!e la 'orma. Mien&ra# m# al&o #e 8alle !n *!er+o meno#aire 8a0 +or en*ima "e 7l2 +or *on#ig!ien&e la +re#i4n #o,re 7l #ermenor.

2. TEMPERATURA E# !na me"i"a "e la in&en#i"a" "el *alor2 0 el *alor a #! (e6 e# !na

'orma "e energ1a 5!e +o"emo# me"ir en !ni"a"e# "e *alor1a#.C!an"o !n *!er+o *alien&e #e *olo*a en *on&a*&o *on !no 'r1o2 el*alor !0e "el *!er+o *alien&e al *!er+o 'r1o.

La &em+era&!ra "e !n ga# e# +ro+or*ional a la energ1a *in7&i*ame"ia "e la# mol7*!la# "el ga#. A ma0or energ1a *in7&i*a ma0or

&em+era&!ra 0 (i*e(er#a.



ESCALAS TERMOMETRICAS: La# e#*ala# "e &em+era&!ra m#

*om3nmen&e !#a"a# #on

"o#9 Ce!"#! 0 %&'(e)'e"*.Con )ne# "ea+li*a*ione# '1#i*a# o en lae-+erimen&a*i4n2 e# +o#i,le 8a*er !#o "e!na &er*era e#*ala llama"a +e,") o

a,#ol!&a



LEYES DE LOS GASES

;ara "e)nir la *on"i*i4n '1#i*a o e#&a"o "e!n ga#2 #e re5!ieren "e *!a&ro (aria,le#9&em+era&!ra2 T< +re#i4n2 ;< (ol!men2 V< 0

la *an&i"a" "e ga#2 n3mero "e mole#2 n. La# e*!a*ione# 5!e e-+re#an la#

rela*ione# en&re T2 ;2 V 0 n #e *ono*en*omo la# ee! e /! &!e!.



LEYES DE LOS GASES

LEY DE =OYLE9 RELACION DE ;RESION >VOLUMEN

LEY DE C?ARLES9 RELACION DE TEM;ERATURA > VOLUMEN

LEY DE GAY LUSSAC9 RELACION ;RESION@ TEM;ERATURA

LEY DE AVOGADRO9 RELACION DECANTIDAD @ VOLUMEN



LEY DE BOYLE: RELACIONDE PRESION VOLUMEN

. De !na *ier&a *an&i"a" "e ga# man&eni"a a&em+era&!ra *on#&an&e. La le0 "i*e 5!e el (ol!men e#in(er#amen&e +ro+or*ional a la +re#i4n9

PV C/)!*&)*e 3 "on"e e# *on#&an&e #i la &em+era&!ra 0 la ma#a "el

ga# +ermane*en *on#&an&e#.



C!an"o a!men&a la +re#i4n2 el (ol!men "i#min!0e2 mien&ra# 5!e#i la +re#i4n "i#min!0e el (ol!men a!men&a. No e# ne*e#ario*ono*er el (alor e-a*&o "e la *on#&an&e +ara +o"er 8a*er !#o "ela le09 #i *on#i"eramo# la# "o# #i&!a*ione# "e la )g!ra2man&enien"o *on#&an&e la *an&i"a" "e ga# 0 la &em+era&!ra2"e,er *!m+lir#e la rela*i4n9

P1V1 3 1 P2V2

"on"e9 P1 B ;re#i4n ini*ial

V1 B Vol!men ini*ial

P2 B ;re#i4n )nal V2 B Vol!men )nal

A"em# #i "e#+e/amo# *!al5!ier in*4gni&a #e o,&iene lo#ig!ien&e 9

P1 P2V2

V1

LEY DE BOYLE: RELACIONDE PRESION VOLUMEN



A !na +re#i4n *on#&an&e2 me"ian&e !na *on#&an&e "e+ro+or*ionali"a" "ire*&a. En e#&a le02 C8arle# "i*e 5!e+ara !na *ier&a *an&i"a" "e ga# a !na +re#i4n *on#&an&e2

al a!men&ar la &em+era&!ra2 el (ol!men "el ga#a!men&a 0 al "i#min!ir la &em+era&!ra el (ol!men "elga# "i#min!0e. E#&o #e "e,e a 5!e la &em+era&!ra e#&"ire*&amen&e rela*iona"a *on la energ1a *in7&i*a $"e,i"aal mo(imien&o% "e la# mol7*!la# "el ga#. A#1 5!e2 +ara

*ier&a *an&i"a" "e ga# a !na +re#i4n "a"a2 a ma0or(elo*i"a" "e la# mol7*!la# $&em+era&!ra%2 ma0or(ol!men "el ga#.

LEY DE C4ARLES:RELACION DE

TEMPERATURA VOLUMEN



LEY DE C4ARLES:RELACION DETEMPERATURA VOLUMEN A +re#i4n *on#&an&e el (ol!men "e !n ga# e#

"ire*&amen&e +ro+or*ional a la &em+era&!ra2 e# !na "ela# le0e# m# im+or&an&e# a*er*a "el *om+or&amien&o "elo# ga#e#2 0 8a #i"o !#a"a en m!*8a# a+li*a*ione#

"i'eren&e#2 "e#"e +ara glo,o# "e aire *alien&e 8a#&a ena*!ario#. Se e-+re#a +or9 V B

T Don"e9 V e# el (ol!men T e# la &em+era&!ra a,#ol!&a $e# "e*ir2 me"i"a en el(in% k e# la *on#&an&e "e +ro+or*ionali"a". A"em# +!e"e e-+re#ar#e *omo9



LEY DE GAY LUSSAC:RELACION DE PRESION -

TEMPERATURA ;ro*e#o I#o*4ri*o $(ol!men% la +re#i4n e/er*i"a +or la ma#a"e !n ga# a!men&a e 'orma +ro+or*ional a la &em+era&!raa,#ol!&a. ;ara *a"a (ol!men 8a0 !na I#o*ora e#+e*1)*a.

; B

T Don"e9 ; e# la +re#i4n T e# la &em+era&!ra a,#ol!&a $e# "e*ir2 me"i"a en el(in%

k e# la *on#&an&e "e +ro+or*ionali"a".



LEY DE C4ARLES: RELACIONDE TEMPERATURA

VOLUMEN V 1 B V 2

T 1 T 2

"on"e9V 1 B Vol!men ini*ial T 1 B Tem+era&!ra ini*ial

V 2 B Vol!men )nal T 2 B Tem+era&!ra )nalDe#+e/an"o T #e o,&iene9

T 1 B V 1 T 2

V2



LEY DE AVOGADRO:RELACION DE CANTIDAD -

VOLUMEN "Vol3mene# ig!ale# "e "i#&in&a# #!#&an*ia# ga#eo#a#2me"i"o# en la# mi#ma# *on"i*ione# "e +re#i4n 0&em+era&!ra2 *on&ienen el mi#mo n3mero "e+ar&1*!la#

Ee(6"6"/: E(al!a*i4n "e lo# e'e*&o# en lo# *am,io#"e ;2 V2 n 0 T #o,re !n ga#. S!+onga 5!e &enemo# !n ga# *on)na"o en !n *ilin"ro

*omo #e m!e#&ra en la )g.2 *on#i"ere lo #ig!ien&e#*am,io#9 $a% *alen&ar el ga# "e F a HJ2mien&ra##e man&iene al +i#&4n en la +o#i*i4n 5!e m!e#&ra el"i,!/o. $,% mo(er el +i#&4n +ara re"!*ir el (ol!men "elga# "e K a J.L. $*% in0e*&ar ga# a"i*ional a &ra(7# "ela (l(!la "e en&ra"a "e ga#. In"i5!e *omo *a"a !no"e e#&o# *am,io# a'e*&ar la "i#&an*ia +rome"io en&rela# mol7*!la#2 la +re#i4n "el ga# 0 el n3mero "e mole#

"e ga# +re#en&e en el *ilin"ro.



LA ECUACIÓN DEL GASIDEAL Un ga# i"eal e# !n ga# 8i+o&7&i*o *!0o

*om+or&amien&o "e +re#i4n (ol!men 0&em+era&!ra #e "e#*ri,e &o&almen&e *on lae*!a*i4n "el ga# i"eal.

PV )RT7 e*!a*i4n "el ga# i"eal

D/)e9 R *on#&an&e "e lo# ga#e#2 "e+en"e "e la#!ni"a"e# "e ;2 V2 n 0 T. La &em+era&!ra #iem+re"e,e e-+re#ar#e *omo &em+era&!ra a,#ol!&a. La*an&i"a" "e ga#2 n2 normalmen&e #e e-+re#a en

mole#. La# !ni"a"e# e#*ogi"a# +ara la +re#i4n 0 el(ol!men #!elen #er a&m 0 li&ro#2 re#+e*&i(amen&e.Sin em,argo2 +o"r1an em+lear#e o&ra# !ni"a"e#.

8



VALORES NUM8RICOS DE LACONSTANTE R DE LOS GASES

UNIDADES VALOR DE R UNIDADES VALOR DE R

L-atm/mol-K 0,08206 m3-Pa/mol-K 8,314

Cal/mol-K 1,987 L-mmHg/mol°K 62,36

J/mol-K 8,314 L-torr/mol-K 62,36

Las condiciones de 0°C y 1 atm se denominan Temperatura y

Presión Estándar (TPE) o Condiciones Normales de Presión y

Temperatura (CNPT). El volumen ue ocupa un mol de un !as ideal

en CNPT es ""#$1 L y se denomina %olumen &olar de un !as ideal a

TPE.

La unidad de presión del SI es el Pascal (Pa). El pascal es una

unidad derivada'1 Pa (N. m") (1 *!. m1. s")

1 atm 1#01+", - 10, Pa /0 torr /0 mm!

e esco!ió al mercurio como l2uido de 3arómetros por ser muy

denso (densidad 1+#/ !4mL).



LA ECUACIÓN DEL GASIDEAL Le0 "e =o0le V 1 )7 T 6/)!*&)*e!

P Le0 "e C8arle# V T )7 P 6/)!*&)*e! Le0 "e A(oga"ro V ) P7 T 6/)!*&)*e!

C/;<")&)/ e!*&! (e&6"/)e! =&(& e!*&<e6e( #)& e ;>! e)e(& e /! &!e!:

V )T?P Si llamamo# R a la *on#&an&e "e +ro+or*ionali"a"2 o,&enemo#9

V R)T?P7 Rea*omo"an"o la e*!a*i4n2 #e &iene9

PV )RT7 e*!a*i4n "el ga# i"eal



LA ECUACIÓN DEL GASIDEAL

A men!"o en'ren&amo# la #i&!a*i4n en 5!e ;2 V 0 T*am,ian +ara !n n3mero )/o "e mole# "e ga#.;!e#&o 5!e n e# *on#&an&e en e#&a# *ir*!n#&an*ia#2la e*!a*i4n "el ga# i"eal 5!e"a a#19

Si re+re#en&amo# la *an&i"a" ini*ial 0 )nal "e+re#i4n2 &em+era&!ra 0 (ol!men *on lo# #!,1n"i*e#K 0 2 re#+e*&i(amen&e2 +o"emo# e#*ri,ir9

2

22

1

11

T

VP

T

VP=



A="6&6"@) e & e6#&6"@)e &! "e&

JK% El *ar,ona&o "e *al*io $CaCOH#% #e "e#*om+one *!an"o #e*alien&a +ara "ar CaO $#% 0 CO$g%. Una m!e#&ra "e *ar,ona&o#e "e#*om+one 0 el "i4-i"o "e Car,ono #e *ole*&a en !nma&ra6 "e J mL. Una (e6 5!e #e *om+le&a la

"e#*om+o#i*i4n2 el ga# &iene !na +re#i4n "e K.H a&m a !na T"e HKC. C!n&o# mole# "e CO$g% ga#eo#o #e generaron

R+&a. J.JKHmol CO J% La# +elo&a# "e &eni# +or lo reg!lar #e llenan *on aire o *on

N ga#eo#o a !na +re#i4n #!+erior 5!e la a&mo#'7ri*a2 +ara

a!men&ar #! re,o&e. Si !na +elo&a "e &eni# en +ar&i*!lar &iene!n (ol!men "e KPP *mH 0 *on&iene J.HHg "e N ga#eo#o. C!le# la +re#i4n en el in&erior "e la +elo&a a PC

R+&a. a&m



DENSIDAD DE LOSGASES Y MASA MOLAR

La "en#i"a" "e !n ga# "e+en"e "e #! +re#i4n $;%2ma#a molar o +e#o mole*!lar $;M% 0 &em+era&!ra$T%. C!an&o ma0or e# la ma#a molar 0 la +re#i4n2m# "en#o e# el ga#< *!an&o m# al&a e# la

&em+era&!ra2 meno# "en#o e# el ga#. A!n5!e lo#ga#e# 'orman me6*la# 8omog7nea# #in im+or&ar #!i"en&i"a"2 !n ga# meno# "en#o e#&ar arri,a "e!no m# "en#o en a!#en*ia "e agi&a*i4n.

La "en#i"a"2 "2 "el ga# e#& "a"a +or la e-+re#i4n9

T.R

"P"P. d

=



DENSIDAD DE LOSGASES Y MASA MOLAR

Si la "en#i"a" "el ga# e# ma0or 5!e la "el aire2*omo en el *a#o "el *loro2 el ga# &en"er aa#en&ar#e en &o"o# lo# +!n&o# ,a/o#. Si la

"en#i"a" "el ga# e# menor 5!e la "el aire2 *omoen el *a#o "el amonia*o ga#eo#o2 el ga# #!,ir.El ,i4-i"o "e *ar,ono e# m# "en#o 5!e el aire2a!n5!e no e# (eneno#o2 +!e"e a#)-iar a la#+er#ona#.

El (a+or "e ag!a e# meno# "en#o 5!e el aire. ;or*on#ig!ien&e2 el aire 83me"o e# !n +o*o meno#"en#o 5!e el aire #e*o. La +re#i4n ,arom7&ri*a e#,a/a *!an"o el aire e# 83me"o2 "e mo"o 5!e*!an"o la +re#i4n "e#*ien"e #e +ro"!*e ll!(ia.



Me6& e &!e! =(e!"/)e! =&(6"&e!

La +re#i4n e/er*i"a +or !n *om+onen&e "a"o "e !na me6*la "ega#e# #e "enomina +re#i4n +ar*ial "e e#e ga#. Si ;& e# la +re#i4n&o&al 0 ;K2 ;2 ;H2 e&*. Son la# +re#ione# +ar*iale# "e lo# ga#e# "e lame6*la2 +o"emo# e#*ri,ir la le0 "e Dal&on *omo #ig!e9

;& B ;K Q ; Q ;H Q . . . Le e D&*/) e &! =(e!"/)e! =&(6"&e!7 !/!*"e)e #e &

=(e!"@) */*& e) #)& ;e6& e &!e! e! "#& & & !#;& e&! =(e!"/)e! =&(6"&e! e /! &!e! ")","#&e! #e=&(*"6"=&).

=a/o *on"i*ione# or"inaria# &o"a# la# me6*la# ga#eo#a# #on

#ol!*ione#2 e#&o e#2 la# me6*la# "e ga#e# #4lo *on&ienen !na 'a#e.Si 8a +a#a"o el &iem+o #!)*ien&e +ara 5!e #e *om,inen*om+le&amen&e lo# ga#e#2 la *om+o#i*i4n #er la mi#ma2 en*!al5!ier +!n&o "e la me6*la. A!n5!e el 8!mo e#& 'orma"o +or+ar&1*!la# #4li"a# +e5!ea# 0 aire2 no #e *on#i"era me6*laga#eo#a. Tam+o*o la nie,la2 5!e e# !na me6*la "e go&i&a#"imin!&a# "e ag!a l15!i"a 0 aire. El 8!mo 0 la nie,la #on *oloi"e#.



Le e D&*/) e &!=(e!"/)e! =&(6"&e!7 e;.

JK% Una me6*la ga#eo#a 'orma"a +or .JJg "eO 0 F.JJg "e C?P #e *olo*a en !n re*i+ien&e"e K L a JC. C!l e# la +re#i4n +ar*ial "e

*a"a ga#2 0 *!l e# la +re#i4n &o&al en elre*i+ien&e R+&a.9 ;OB J. a&m ;C?PB J.P a&m

;&B K.K a&m J% C!l e# la +re#i4n &o&al e/er*i"a +or !name6*la "e .JJ g "e ? 0 .JJg "e N a Hen !n re*i+ien&e "e KJ.JL

R+&a.9 .a&m.



TEORACIN8TICA

@ Lo# ga#e# *on#i#&en en gran"e#

*an&i"a"e# "e mol7*!la# 5!e #een*!en&ran en *on&in!o mo(imien&oalea&orio.

@ El (ol!men *om,ina"o "e &o"a# la#mol7*!la# "el ga# e# in#igni)*an&e*om+ara"o *on el (ol!men &o&al enel 5!e e#& *on&eni"o el ga#.

@ La# '!er6a# "e a&ra**i4n 0re+!l#i4n en&re la# mol7*!la# "el ga##on in#igni)*an&e#.

@ ;!e"e &ran#'erir#e energ1a en&re la#

mol7*!la# "!ran&e la# *oli#ione#2+ero la energ1a *in7&i*a +rome"io "ela# mol7*!la# no *am,ia *on el&iem+o2 #iem+re 0 *!an"o la T "elga# +ermane6*a *on#&an&e. La#*oli#ione# #on +er'e*&amen&e

el#&i*a#.



TEORA CIN8TICA

@ La energ1a *in7&i*a +rome"io "e la# mol7*!la# e# +ro+or*ionala la T a,#ol!&a. A *!al5!ier T "a"a la# mol7*!la# "e &o"o# lo#ga#e# &ienen la mi#ma energ1a *in7&i*a +rome"io.

La &eor1a *in7&i*a mole*!lar e-+li*a &an&o la ; *omo la T en !n

ni(el mole*!lar. La ; "e !n ga# e# o*a#iona"a +or la# *oli#ione# "e la#

mol7*!la# *on la# +are"e# "el re*i+ien&e. La magni&!" "e la ; e# "e&ermina"a +or la 're*!en*ia 0 la

'!er6a *on 5!e la# mol7*!la# *oli#ionan *on la# +are"e#.

La T a,#ol!&a "e !n ga# e# !na me"i"a "e la energ1a *in7&i*a+rome"io "e #!# mol7*!la#. $"o# ga#e# a la mi#ma T2 la#mol7*!la# &ienen la mi#ma energ1a *in7&i*a +rome"io.

.. El mo(imien&o mole*!lar a!men&a *!an"o a!men&a la T.



E%USION Y DI%USIONMOLECULARLEY DE E%USION DE GRA4AM La le0 "e e'!#i4n "e !n ga# e# in(er#amen&e +ro+or*ional

a la ra16 *!a"ra"a "e #! ma#a molar. El ga# e'!n"e a&ra(7# "e lo# +oro# "e !n glo,o. En *on"i*ione# "e +re#i4n0 &em+era&!ra# i"7n&i*a#2 el ga# m# ligero e'!n"e *on

ma0or ra+i"e6.

( 1 # 2

( 2 # 1

E#&a e*!a*i4n *om+ara la# (elo*i"a"e# "ee'!#i4n "e "o# ga#e# "i#&in&o# en *on"i*ione#i"7n&i*a#2 e in"i*a 5!e el ga# m# ligeroe'!n"e *on m# ra+i"e6.

Donde:

r1 = r2 = velocidades

u1 = u2 = masas molares



La )g!ra m!e#&ra el '!n"amen&o "e la Le0 "eGra8am. La 3ni*a 'orma 5!e &iene !na mol7*!la+ara e#*a+ar "e #! re*i+ien&e e# 5!e a*ier&e al

ag!/ero en la +are" "i(i#oria2 mien&ra# m# r+i"o#e m!e(en la# mol7*!la#2 ma0or +ro,a,ili"a" "e5!e la mol7*!la a*ier&e *on el ag!/ero. El 8elioe#*a+a +or #! ,a/o +e#o mole*!lar.

E%USION Y DI%USIONMOLECULAR



5os !lo3os se llenan con el

mismo volumen uno con

Nitró!eno y el otro con elio

$6 7r despu8s el !lo3o con elio es

más peue9o# este escapa con más

rapide: ue el Nitró!eno




E/er*i*io#9 JK% Un ga# "e#*ono*i"o *om+!e#&o +or mol7*!la#

"ia&4mi*a# 8omon!*leare# e'!n"e a !na (elo*i"a" 5!e e#&an #olo J.H (e*e# la "el O a la mi#ma &em+era&!ra.Cal*!le la ma#a molar "el ga# "e#*ono*i"o2 e i"en&i'15!elo.

R+&a. El ga# "e#*ono*i"o e#2 0 el +e#o mole*!lar e# "ePgmol J% Cal*!le la rela*i4n "e (elo*i"a"e# "e e'!#i4n "e N 0

O $rNrO% R+&a.9 rNrO B J.FP

JH% Un ga# inama,le *om+!e#&o #olo +or Car,ono e8i"r4geno #e e'!n"e a &ra(7# "e !na ,arrera +oro#a "eK.Jmin. En la# mi#ma# *on"i*ione# "e T 0 ;2 !n (ol!menig!al "e (a+or "e ,romo &ar"a P.H min!&o# en e'!n"ir#e a&ra(7# "e la mi#ma ,arrera. Cal*!le la ma#a molar "el ga#"e#*ono*i"o 0 #!giera 5!e ga# +o"r1a #er.

R+&a Ga# "e#*ono*i"o e# me&ano ma#a molar K K gmol


Documents

Sesion 09 Estado Gaseoso 15 i