Ley de los gases

Presentacion Leyes De Los Gases

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Ley de Gay-Lussac

la ley de dalton se aplica a aquellas mezclas de gases en las que no hay reaccion alguna. el estudio de los volumenes de gases que se combinan se debe a Gay-Lussac, quien determino que hay una relacion sencilla entre los volumenes de los gases que entran en una reaccion. sus resultados experimentales ponen de manifiesto que los gases siguientes se combinan en la relacion que se indica:


Hidrogeno Cloro Cloruro de hidrogeno
1 volumen + 1 volumen ----------- 2 volumenes


Hidrogeno Oxigeno Agua (Vapor)
2 volumenes + 1 volumen ----------- 2 volumenes


Hidrogeno Nitrogeno Amoniaco
3 volumenes + 1 volumen ----------- 2 volumenes




Ejemplo:
*Cierto volumen de un gas se encuentra a una presión de 970 mmHg cuando su temperatura es de 25.0°C. ¿A qué temperatura deberá estar para que su presión sea 760 mmHg?



-Solución: Primero expresamos la temperatura en kelvin:

T1 = (25 + 273) K= 298 K


Ahora sustituimos los datos en la ecuación: P1/T1 = P2/T2

970 mmHg 760 mmHg
------------ = ------------
298 K T2

Si despejas T2 obtendrás que la nueva temperatura deberá ser 233.5 K o lo que es lo mismo -39.5 °C.

Ley de Dalton

El comportamiento observado cuando dos o mas gases se colocan en un mismo recipiente , esta resumido en la LEY DE DALTON (1801). esta ley establece que la presión total ejercida por una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales, siendo PRESIÓN PARCIAL, la presión que cada gas ejercería si estuviera solo en el mismo recipiente y a las mismas condiciones de la mezcla.

Matematicamente, la Ley de Dalton se expresa:

Pt = P1 + P2 + P3 + .....+ pn

Ley de Charles

otra de las propiedades caracteristicas de los gases es su gran expansibilidad termica.

esta propiedad puede observarse cuantitativamente encerrando un gas en un recipiente provisto de un embolo y de un termometro.

LA LEY DE CHARLES establece que a presion constante, el volumen ocupado por una cantidad definida de un gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta.

matematicamente la ley de charles se expresa:

K = V/T

Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1 que se encuentra a una temperatura T1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor V2, entonces la temperatura cambiará a T2, y se cumplirá:

V1/T1 = V2/T2

Ejemplo:

*Un gas tiene un volumen de 2.5 L a 25 °C. ¿Cuál será su nuevo volumen si bajamos la temperatura a 10 °C?

-Solución: Primero expresamos la temperatura en kelvin:

T1 = (25 + 273) K= 298 K
T2 = (10 + 273 ) K= 283 K

2.5L V2
K = ------ = ------
298 K 283 K

Si despejas V2 obtendrás un valor para el nuevo volumen de 2.37 L.

Ley de Boyle

"Relación entre la presión y el volumen de un gas cuando
la temperatura es constante"

El comportamiento de los gases de acuerdo con la presion ejercida sobre ellos esta resumido en la LEY DE BOYLE (1662). Esta ley establece que a temperatura constante, el volumen ocupado por una cantidad fija de un gas es inversamente proporcional a la presion ejercida sobre el.

Fue descubierta por Robert Boyle en 1662.

matematicamente, la Ley de Boyle se expresa:

K = P.V

Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1 que se encuentra a una presión P1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor V2, entonces la presión cambiará a P2, y se cumplirá:

P1.V1 = P2.V2

que es otra manera de expresar la ley de Boyle.

Ejemplo:

*4.0 L de un gas están a 600.0 mmHg de presión. ¿Cuál será su nuevo volumen si aumentamos la presión hasta 800.0 mmHg?

-Solución: Sustituimos los valores en la ecuación P1.V1 = P2.V2.

(600.0 mmHg) (4.0 L) =(800.0 mmHg) (V2)

Si despejas V2 obtendrás un valor para el nuevo volumen de 3L.

Propiedades de los gases

teoricamente todas las sustancias pueden existir en tres estados: como solidos, como liquidos y como gases, dependiendo de la presion y de la temperatura a que se encuentren. esto es bastante conocido en el caso del sistema hielo-agua-vapor:

HIELO----------AGUA-----------VAPOR
(sólido) (líquido) (gas)

precisamente por eso, no podemos decir que el agua es un liquidos, que el aire es un ga y el cobre es un solido, sin especificar a que condiciones de temperatura y presion estan sometidos. en efecto , cuando utilizamos la palabra gas (o, analogamente, liquido o solido), queremos referirnos a una sustancia que en determinadas circunstancias o condiciones se encuentra en estado gaseoso. estas condiciones son generalmente las del medio ambiente.

Las propiedades mas importantes de los gases son:

1. los gases se adaptan en forma y volumen a cada recipiente. esto se debe precisamente a la independencia del movimiento molecular que caracteriza a los gases. en efecto, al cambiar de recipiente un gas, se expande hasta ocupar todo su volumen, adoptando de este modo su forma.
2. los gases son muy comprensibles. como el espacio intermolecular es tan grande en los gases, su comprension sera muy facil, ya que este proceso se reducira a una disminucion en tales espacios, lo cual no demanda mucho trabajo.
3. los gases se difunden con facilidad. se denomina difusion el esparcimiento espontaneo de una sustancia a travez de un medio.
4. los gases se dilatan facilmente. al aumentar la temperatura se incrementa el movimiento molecular, dando como resultado que el gas ocupe un mayor volumen, o sea que se dilate.

cuando un gas se comporta de acuerdo con estas leyes, se dice que es ideal, o
que tiene un comportamiento ideal.

Volumen, presion y temperatura de un gas

Para describir el estado de cualquier gas, no solo hay que decir que volumen ocupa, sino que es necesario especificar su temperatura y su presion. Estas tres condiciones seran explicadas acontinuacion:



Volumen



se denomina VOLUMEN de un cuerpo el espacio ocupado por dicho cuerpo. las unidades mas utilizadas para medir voluemnes son el centimetro cubico, el mililitro y el litro. Para los gases, esta ultima unidad es la mas empleada.



Presión



una de las propiedades mas importantes de un gas es la presion, la cual se ejerce igualmente sobre todas las las partes del recipiente que lo contenga. La PRESION se define como la fuerza ejercida por unidad de area, o sea:

P = F/a

segun esta ecuacion, las unidades de presion seran: dinas/cm2, gramos fuerza/cm2 , libras/pulgada2, etc.

la tamosfera que rodea la tierra ejerce una presion, la cual se denomina presion atmosferica.

esto puede comprobarse haciendo el vacio dentro de un recipiente delgado, que se aplastara debido a esta presion.



ejemplo:

*calcular que altura debe tener una columna de agua para medir la presion atmosferica promedia en medellin.

-la presion atmosferica promedia en medellin es de 640 mm de Hg (640 Torr)



p atm = 13,6 ___g____ x 64 cm = 870 g/m2

cm3



aplicando la misma ecuacion para el agua, tenemos:



870 ___g____ = 1,0 __g__ x h

cm2 cm3



h = __870_g/cm2____ = 870 cm

1,0 g/cm3



Respuesta: La altura de la columna debe ser 8,70 m.

Temperatura

la temperatura es el grado de intensidad del calor y se mide utilizando diversas propiedades, entre las cuales la mas empleada es la dilatacion térmica.

un gas puede licuarse por enfriamiento o por comprension (aplicando presionesaltas). sin embargo, este ultimo proceso solo puede verificarse cuando el gas se encuentra a temperaturas por debajo de la denominada TEMPERATURA CRITICA, que es las temperatura por enima de la cual es imposible licuar un gas por presion.
en consecuencia, a temperaturas mayores que la critica, una sustancia solo puede existir como gas, no importa cuan alta sea la presion que se ejerza sobre ella.

PRESION CRITICA: Es la presion que es necesario aplicarle a un gas a la temperatura critica para licuarlo.

VOLUMEN CRITICO: Es el volumen ocupado por un gas a la temperatura y a la presion criticas.