ley de los gases

Lcda. Mariuxi Adanaque Gómez 1

GAS IDEAL

Es aquel que cumple exactamente con las leyes establecidas para los gases, es decir, un gas donde no hay fuerzas de atracción o repulsión entre las moléculas y el cual el volumen real de las moléculas es insignificante.LEYES DE LOS GASES

Las principales leyes que rigen el estado gaseoso son:a)Ley de Boyle – Mariotte b)Ley de Jacques Charles I y IIc)Ley de Gay Lussacd)Ley Combinada – Ecuación general e)Ley de Dalton


En las leyes de los gases intervienen 3 factores importantes que son: la presión, el volumen y la temperatura, por lo tanto se usarán las siguientes medidas

Presión (P)

• 1 atm = 760 torr o 760 mm Hg• 1 atm = 14,7 libras/pulgada2 o 14,7 psi• 1 atm = 1,033 gr/cm2

• 1 atm = 1,013 x 106 dinas/cm2

Temperatu

ra (P)

• °C grados centígrados• K grados Kelvin (temperatura absoluta)• °F grados Fahrenheit

Volumen (V)

• Litro = 1000 ml o 1000 cc (cm3) • 1 m3 = 1.000 litros • 1 galón = 3,78 litros • 1 pie3 = 28,32 litros


LEY DE BOYLE – MARIOTTE

“Cuando la temperatura permanece constante los volúmenes de los gases son inversamente proporcionales a las presiones”, es decir si la presión aumenta, el volumen disminuye.


LEY DE CHARLES I

“Cuando la presión se mantiene constante, los volúmenes de los gases son directamente proporcionales a las temperaturas ABSOLUTAS”, es decir, que si la temperatura aumenta, el volumen también aumenta. Esta ley se fundamenta en que todo cuerpo por acción del calor se dilata.


LEY DE CHARLES II

Como principio fundamental se tiene que una molécula de cualquier gas que se encuentre a cero grados centígrados y una atmósfera de presión ocupa el volumen de 22,4 litros al cual se lo llama “volumen molar”. Es necesario recordar que las masas moleculares de las moles de los diferentes gases son diferentes pero el volumen es igual para todos ellos


VT= volumen total o final = coeficiente dilatación gases= 0,00366 = 1/273V o = volumen molar = 22,4 litros T= temperatura

100°C 373 K H2 = 2 gr

1 atm 0°C 273 K 1 mol de O2 = 32gr

- 273°C 0 K Cero absoluto N2 = 28 gr

O2 = 44 gr

𝑉𝑇=𝑉𝑜(1+∝𝑇 )


LEY DE GAY LUSSAC

“Cuando el volumen se mantiene constante, las presiones que ejercen los gases son directamente proporcionales a sus temperaturas ABSOLUTAS”, de manera que si la temperatura aumenta, la presión también aumenta.


LEY COMBINADA

Tomando en cuenta la intervención simultánea de los tres factores físicos: presión, volumen y temperatura, es decir, combinando las tres leyes estudiadas Boyle, Charles y Gay Lussac, se tiene la ley combinada.


ECUACIÓN GENERAL

P = presión

V = volumen

N = número de moles = Pa = (Peso en gramos del gas)

Ma (Peso molecular del gas)

T = Temperatura en grados Kelvin

R = Constante universal de los gases = 0.082 at – li

mol . K


ECUACIÓN GENERAL

La constante universal de los gases se calcula tomando en cuenta las condiciones normales de un gas, esto es: una mol, 1 atm, 22,4 litros y 273 K. Por lo tanto si en la fórmula general despejamos R, tendremos:

R = P x V = 1 atm x 22,4 litros = 0.082 at – li

N x T 1 mol x 273 K mol - K


LEY DE DALTON

“La presión total de una mezcla de dos o más gases que no reaccionan entre sí es igual a la suma de las presiones de los componentes”

Ejercicio 20:

Si un litro de nitrógeno encerrado en un recipiente ejerce una presión de 80 torr y un litro de oxígeno contenido en otro recipiente ejerce una presión de 30 torr. Cuál es la presión si se mezclan en un recipiente de un volumen total de un litro.


SOLUCIÓN: Se denomina así a la mezcla de dos o más componentes en cantidades fijas o no, que forman un todo homogéneo, esto es, que no existan zonas de separación o fases.


Las soluciones se clasifican:

Diluidas:• Son aquellas en las que hay muy poca cantidad de soluto

disuelto, el solvente puede seguir admitiendo más soluto. Un ejemplo es la cantidad de minerales en el agua de mesa: tiene una cantidad muy baja que nos permite asimilarlos correctamente.

Concentradas: • Son aquellas en las que hay bastante cantidad de soluto

disuelto, pero el solvente todavía puede seguir admitiendo más soluto. Un ejemplo podría ser el agua de mar: contiene una gran cantidad de sal disuelta, pero todavía sería posible disolver más cantidad de sal.


Las soluciones se clasifican:

Saturadas

Son aquellas en las que no se puede seguir admitiendo más soluto, pues el solvente ya no lo puede disolver. Si la temperatura aumenta, la capacidad para admitir más soluto aumenta.

Lo podemos asociar con el aforo de un cine: si una sala tiene capacidad para 100 personas, éste es el máximo número de personas que podrán entrar. De igual forma, una solución saturada es aquella en la que se ha disuelto la máxima cantidad de gramos de soluto que el solvente puede acoger.

Sobresaturadas

Son aquellas en las que se ha añadido más soluto del que puede ser disuelto en el solvente, por tal motivo, se observa que una parte del soluto va al fondo del recipiente. La solución que observamos está saturada (contiene la máxima cantidad de soluto disuelto), y el exceso se va al fondo del recipiente.

La capacidad de disolver el soluto en exceso aumenta con la temperatura: si calentamos la solución, es posible disolver todo el soluto


La concentración de las soluciones es la cantidad de soluto contenido en una cantidad determinada de solvente o solución. Los términos diluidos o concentrados expresan concentraciones relativas. Para expresar con exactitud la concentración de las soluciones se usan sistemas como los siguientes:

a) Porcentaje peso a peso (% M/M): indica el peso de soluto por cada 100 unidades de peso de la solución.

b) Porcentaje volumen a volumen (% V/V): se refiere al volumen de soluto por cada 100 unidades de volumen de la solución.

c) Porcentaje peso a volumen (% P/V): indica el número de gramos de soluto que hay en cada 100 ml de solución.

CONCENTRACIONES


SOLUCIÓN NORMAL O NORMALIDAD (SOL. N, N)

Son soluciones que contienen un equivalente químico del soluto en un volumen de 1000ml (1 L)

El equivalente químico (Eq) se calcula dividiendo el peso molecular (Ma) del soluto expresado en gramos para la valencia.

Sol. N = Eq en 1000 ml Eq de H2SO4 = peso molecular 98 gramos

Eq = 98 gr = 49 gr 2


SOLUCIÓN MOLAR O MOLARIDAD Solución molar (Sol. M) es aquella que tiene disuelto una mol del soluto

(peso molecular del solvente en gramos) disuelto en un volumen total de 1000 ml

Sol. M = Ma en 1000 ml

A diferencia de la normalidad, en la molaridad no se divide para la valencia.

Pa= M x V x Ma M = Pa x 1000 ml 1000 ml V x Ma

V= Pa x 1000 ml Ma = Pa x 1000 ml M x Ma M x V

Ejercicio 22: ¿Cuántos gramos de MgSO4 se necesita para preparar 600 ml de una solución 0.25 M?

¿Cuál es la molaridad de una solución de CaCO3 que en 400 ml, contiene disuelto 30 gramos de la sal ?

Se derivan las siguientes fórmulas para este tipo de soluciones:


MOLALIDAD Una solución molal (Sol. m) es aquella que contiene una mol de soluto «más» 1000 gramos de solvente.

Pam= Ma Pa= m x Pb x Ma

Pb (Kg) Pb= peso del solvente en KgEjercicio 23: • Se tiene una disolución compuesta de 10 gramos de

Hidróxido de Bario de concentración 2 molal. Encontrar la cantidad de agua en la que se halla disuelta

• Calcular la molalidad de una solución que tiene disuelto 15 gramos de KMnO4 en 100 gramos de agua


FRACCIÓN MOLAR

Es una unidad química usada para expresar la concentración de soluto en solvente. Nos expresa la proporción en que se encuentran los moles de soluto con respecto a los moles totales de solución. Se representa con la letra XNo tiene unidades

1. Xsto = MOLES DE SOLUTO

MOLES DE SOLUTO + MOLES DE DISOLVENTE

2. Xste = MOLES DE SOLUTO

MOLES DE SOLUTO + MOLES DE DISOLVENTE

3.

Xsto + Xste = 1

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