Laboratorio de química

Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Laboratorio de química

Química general

Gases

Integrantes:

Docente:

Rafael De Jesús Mejía Urueta

12/04/2013

INDICE

1. Introducción

2. Gas real

• Modelos

• Modelo de Redlich–Kwong

• Modelo de Dieterici

• Modelo de Clausius

• Modelo Virial

• Modelo de Peng–Robinson

• Modelo de Beattie–Bridgman

• Modelo de Benedict–Webb–Rubin

3. Teoría cinética de los gases ideales

• Presión

• Temperatura

• velocidad promedio de las moléculas

4. Conclusión

5. bibliografía

1. INTRODUCCION

Con este trabajo lo que buscamos en saber que son los gases reales. Son los gases que existen en la naturaleza, cuyas moléculas están sujetas a las fuerzas de atracción y repulsión. Solamente a bajas presiones y altas temperaturas las fuerzas de atracción son despreciables y se comportan como gases ideales. los distintos modelos que hay en los gases reales son: Modelo de Redlich–Kwong, Modelo de Dieterici, Modelo de Clausius, Modelo Virial, Modelo de Peng–Robinson, Modelo de Beattie–Bridgman, modelo de benedict–webb–rubin

También tener mas conocimiento de lo que es la teoría cinética de los gases la cual es una teoría física y química que explica el comportamiento y propiedades macroscópicas de los gases (Ley de los gases ideales), a partir de una descripción estadística de los procesos moleculares microscópicos. La teoría cinética se desarrolló con base en los estudios de físicos como Daniel Bernoulli en el siglo XVIII y Ludwig Boltzmann y James Clerk Maxwell a finales del siglo XIX.

2. GAS REAL:

En opuesto a un gas ideal o perfecto, es un gas que exhibe propiedades que no pueden ser explicadas enteramente utilizando la ley de los gases ideales. Para entender el comportamiento de los gases reales, lo siguiente debe ser tomado en cuenta:

Efectos de compresibilidad;

Capacidad calorífica específica variable;

Fuerzas de Van der Waals;

Efectos termodinámicos del no-equilibrio;

Cuestiones con disociación molecular y reacciones elemental con composición variable.

Para la mayoría de aplicaciones, un análisis tan detallado es innecesario, y la aproximación de gas ideal puede ser utilizada con razonable precisión. Por otra parte, los modelos de gas real tienen que ser utilizados cerca del punto de condensación de los gases, cerca de puntos críticos, a muy altas presiones, y en otros casos menos usuales.

• Modelos

Isotermas de gases reales.

Curvas azul oscuro – isotermas debajo de la temperatura crítica. Secciones verdes – estados meta estables.

Sección a la izquierda del punto F – líquido normal.

Punto F – punto de ebullición.

Línea FG – equilibrio de fases líquida y gaseosa.

Sección FA – líquido súper calentado.

Sección F′A – líquido "estirado" (stretched) (p<0).

Sección AC – extensión analítica de la isoterma, físicamente imposible.

Sección CG – vapor súper.

Point G – punto de rocío.

Gráfica a la derecha del punto G – gas normal.

Las áreas FAB y GCB son iguales.

Curva roja – Isoterma crítica.

Punto K – punto crítico.

Curvas azul claro – isotermas súper.

Artículo principal: Ecuación de estado.

• Modelo de Van der Waals

Artículo principal: Ecuación de Van der Waals.

Los gases reales son ocasionalmente modelados tomando en cuenta su masa y volumen molares

Donde P es la presión, T es la temperatura, R es la constante de los gases ideales, y Vm es el volumen molar. "a" y "b" son parámetros que son determinados empíricamente para cada gas, pero en ocasiones son estimados a partir de sutemperatura crítica (Tc) y su presión crítica (Pc) utilizando estas relaciones:

• Modelo de Redlich–Kwong

La ecuación de Redlich–Kwong es otra ecuación de dos parámetros que es utilizada para modelar gases reales. Es casi siempre más precisa que la ecuación de Van der Waals, y en ocasiones más precisa que algunas ecuaciones de más de dos parámetros. La ecuación es

Donde "a" y "b" son dos parámetros empíricos que no son los mismos parámetros que en la ecuación de Van der Waals. Estos parámetros pueden ser determinados:

Modelo de Berthelot y de Berthelot modificado

La ecuación de Berthelot (nombrada en honor de D. Berthelot1 es muy raramente usada,

Pero la versión modificada es algo más precisa

• Modelo de Dieterici

Este modelo (nombrado en honor de C. Dieterici2 ) cayó en desuso en años recientes

.

• Modelo de Clausius

La ecuación de Clausius (nombrada en honor de Rudolf Clausius) es una ecuación muy simple de tres parámetros usada para modelar gases.

Donde

y donde Vc es el volumen crítico.

• Modelo Virial

La ecuación virial deriva a partir de un tratamiento perturbacional de la mecánica estadística.

o alternativamente

Donde A, B, C, A′, B′, y C′ son constantes dependientes de la temperatura.

• Modelo de Peng–Robinson

Esta ecuación de dos parámetros (nombrada en honor de D.-Y. Peng y D. B. Robinson)3 tiene la interesante propiedad de ser útil para modelar algunos líquidos además de gases reales.

Modelo de Wohl

La ecuación de Wohl (nombrada en honor de A. Wohl4 ) está formulada en términos de valores críticos, haciéndola útil cuando no están disponibles las constantes de gases reales.

Donde

.

• Modelo de Beattie–Bridgman

Esta ecuación está basada en cinco constantes determinadas experimentalmente.5 Está expresada como

Donde

Se sabe que esta ecuación es razonablemente precisa para densidades hasta alrededor de 0.8 ρcr, donde ρcr es la densidad de la sustancia en su punto crítico. Las constantes que aparecen en la ecuación superior están dadas en la siguiente tabla cuando P está en KPa, v está en , T está en K y R=8.314 6

• modelo de benedict–webb–rubin

La ecuación de Benedict–Webb–Rubin es otra ecuación de estado, referida a veces como ecuación BWR y otra como ecuación BWRS:

Donde d es la densidad molar y "a", "b", "c", "A", "B", "C", "α", y "γ" son constantes empíricas.

Descripción

El postulado básico de la teoría cinética de los gases es que las direcciones y las magnitudes de las velocidades de las moléculas están distribuidas al azar.

Cuando nos referimos a las velocidades de las moléculas, las medimos respecto del centro de masas del sistema gaseoso, por tanto, la presión y la temperatura del gas no se modifican si el recipiente que lo contiene está en movimiento.

Si suponemos que las velocidades en el sentido positivo del eje X (o del eje Y o Z) son igualmente probables que en el sentido negativo, las velocidades medias a lo largo de los ejes son cero, es decir.

<vx>=<vy>=<vz>=0.

Por otra parte, se cumplirá que las velocidades a lo largo del eje X no estarán relacionadas con las velocidades a lo largo del eje Y o Z, por tanto,

<v2x>=<v2y>=<v2z>.

Como el cuadrado del módulo de la velocidad es v2= v2x +v2y +v2z resulta que < v2>=3< v2x>

La presión ejercida por el gasSupongamos que el gas está encerrado en un recipiente, tal como se muestra en la figura. El recipiente dispone de un émbolo móvil de área A. Para mantener fijo el émbolo es necesario ejercer una fuerza F, normalmente a la superficie del émbolo. El valor de la fuerza F es igual al producto de la presión ejercida por el gas por el área del émbolo.

F=PA

Las moléculas del gas chocan elásticamente con el émbolo,

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