Gases Ideales
cribean25 de Junio de 2012
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Tecnicatura Superior en Viticultura y Enología
UNIDAD N°4: GASES IDEALES
Introducción
Química General e Inorgánica
Prof. Belén Lucero
Existen muchos elementos y compuestos que son gases en condiciones atmosféricas normales.
A continuación te muestro algunos de ellos:
ELEMENTO COMPUESTO
H
HF
N
2
HCl
O
2
HBr
O
2
HI
F
3
CO
Cl
2
2
CO
He
NH
Ar NO
Kr NO
Xe N
O
Rn SO
H
S
HCN
2
2
2
3
2
2
De estos gases, solo el oxígeno es esencial para la vida. El sulfuro de hidrógeno y el cianuro de
hidrógeno resultan ser muy tóxicos Y el monóxido de carbono, el ozono y el dióxido de azufre
son un poco menos venenosos que los anteriores. El color café del dióxido de nitrógeno es a
veces visible en el aire contaminado.
Leyes de los gases
Históricamente se realizaron investigaciones sobre el estado gaseoso. Esto permitió alcanzar
ciertas generalizaciones sobre las relaciones que vinculan volumen, presión y temperatura de
un gas. Boyle y Charles , Dalton, luego de sus experimentos propusieron leyes que, pueden
resumirse en tres ecuaciones muy útiles: la ecuación general, la ecuación de estado y la ley de
las presiones parciales.
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Ecuación general de los gases ideales
Química General e Inorgánica
Prof. Belén Lucero
Esta ecuación se deduce combinando las leyes de Boyle y Charles y se representa:
P
1
*V
1
= P
2
*V
- --------- ---------
T
1
T
Ecuación de estado del gas ideal
También surge de las leyes anteriores y se expresa como:
P*V = n *R*T
R= 0.082 atm*L/ mol*ºK (constante de los gases ideales)
2
2
Actividad 1: para las leyes anteriores explica que indica cada letra y sus unidades.
Comparación de sólidos, líquidos y gases. Densidad
Actividad 2: Ya hemos estudiado los estados de la materia en la unidad anterior. Lee el
texto extraído del libro Química General, Whitten , “Comparación entre sólidos
líquidos y gases” y luego responde:
a) ¿Porqué los sólidos son más densos que los líquidos? ¿Cómo se expresa
matemáticamente la densidad? ¿En qué unidades?
b) Cuando se produce un derrame de petróleo en agua, este flota sobre ella ¿Qué
relación tiene esto con la densidad de cada una de las sustancias?
c) ¿Por qué la densidad de los gases varía?
d) El agua tiene un comportamiento atípico: la densidad del sólido es menor que
la del agua líquida, por eso el hielo flota en el agua, sino caería al fondo como
una piedra. Esta propiedad es fundamental para algunos ecosistemas acuáticos.
Investiga por qué.
Actividad 3: De la ecuación de estado anterior, puede deducirse una fórmula para calcular la
densidad de los gases. Reemplazando n por masa/peso molecular, podrás desarrollar la
fórmula. A razonar!!!
2
Un poquito más de teoría……
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Densidad=
Química General e Inorgánica
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Las leyes de Boyle y Charle, fueron obtenidas experimentalmente. Cuando las experiencias se
repitieron con otros gases, comenzaron a comprobarse desviaciones significativas de los
resultados obtenidos respecto a los predichos por estas leyes. Se introduce así la idea de GAS
IDEAL, como aquél que es capas de de cumplir las leyes de los gases. Posteriormente Maxwell
y Boltzmann desarrollaron la TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR (TCM) que estableció que
características a nivel molecular debe cumplir un gas para denominarse ideal (descripción de
los gases). Lee el texto y luego escribe las características principales, ayudándote con los
apuntes tomados en clase
CARACTERISTICAS
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
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…………………………………………………………………………………………………………
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………………………………………………………………………………………………………..
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Química General e Inorgánica
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A continuación, lee los postulados de la teoría cinética molecular extraída del libro Raymond
Chang – Química:
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Actividad 4: Utilizando la TCM explica las siguientes oraciones:
La presión dentro de una llanta de automóvil aumenta en un día caluroso
Un aumento de volumen en un gas a temperatura contante, provoca una disminución de
la temperatura
Dos muestras de gases que se encuentren a una misma temperatura, tendrán la misma
energía cinética
Actividad 5: Observa las siguientes situaciones y explica
utilizando las leyes y la teoría cinética.
NO SE DEBE
HACER!
HOLLA A PRESION
PROBLEMAS DE APLICACIÓN
1) Se llena con gas un recipiente provisto de una tapa móvil. Cuando la presión en su interior
es de 2 atm y la temperatura es de 25 ºC , se determina que el volumen ocupado es de 30dm
.
Calcular indicando que ley se aplica:
¿Qué presión ejercerá el gas si se enfría hasta 0ºC manteniendo constante el
volumen?
¿Cuál será la presión en el interior del recipiente si manteniendo constante la
temperatura de 25 ºC , se duplica el volumen?
5
3
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Si se mantiene constante la presión de 2 atm pero se baja la tapa móvil de
modo que el volumen sea igual a 10 dm
3
¿A qué temperatura se encontrará el
gas?
En las transformaciones anteriores ¿Se modifica la masa del gas? ¿Cómo
cambian las distancias entre las partículas? ¿En qué casos aumentan la energía
cinética de las partículas?
2)Un globo de goma contiene cierta cantidad de gas caliente a una presión de 1 atm y ocupa
un volumen de 2.5x10
2
L . Dicho globo cayó al mar (15ºC) disminuyendo su volumen hasta
llegar a 2.0x10
2
L . ¿Cuál era la temperatura inicial del gas si la presión dentro del globo se
mantuvo constante?
3)¿Qué volumen ocupan 80 gr de CO a 30ºC y 780 mmHg?
4) ¿Cuántos gramos de metano (CH
) hay en 2 L de gas a 33ºC y 760 mmHg? ¿Cuántas
moléculas?
5)Un mol de un gas ocupa 22.4 L en CNTP
a-¿Qué presión se requiere para comprimir un mol de O
4
en un recipiente de 5 L manteniendo
la temperatura a 100ºC?
b- ¿Qué temperatura
...