PROPIEDADES DE LOS GASES

PROPIEDADES DE LOS GASES

Se denomina gas al estado de agregación de la materia en el cual, bajo ciertas condiciones de temperatura y presión, sus moléculas intereaccionan solo débilmente entre sí, sin formar enlaces moleculares, adoptando la forma y el volumen del recipiente que las contiene y tendiendo a separarse, esto es, expandirse, todo lo posible por su alta energía cinética. Los gases son fluidos altamente compresibles, que experimentan grandes cambios de densidad con la presión y la temperatura. Las moléculas que constituyen un gas casi no son atraídas unas por otras, por lo que se mueven en el vacío a gran velocidad y muy separadas unas de otras, explicando así las propiedades:

 Las moléculas de un gas se encuentran prácticamente libres, de modo que son capaces de distribuirse por todo el espacio en el cual son contenidos. Las fuerzas gravitatorias y de atracción entre las moléculas son despreciables, en comparación con la velocidad a que se mueven sus moléculas.

 Los gases ocupan completamente el volumen del recipiente que los contiene.

 Los gases no tienen forma definida, adoptando la de los recipientes que las contiene.

 Pueden comprimirse fácilmente, debido a que existen enormes espacios vacíos entre unas moléculas y otras.

A temperatura y presión ambientales los gases pueden ser elementos como el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el cloro, el flúor y los gases nobles, compuestos como el dióxido de carbono o el propano, o mezclas como el aire.Los vapores y el plasma comparten propiedades con los gases y pueden formar mezclas homogéneas, por ejemplo vapor de agua y aire, en conjunto son conocidos como cuerpos gaseosos, estado gaseoso o fase gaseosa.

LEYES DE LOS GASES

Existen diversas leyes derivadas de modelos simplificados de la realidad que relacionan la presión, el volumen y la temperatura de un gas.

Ley de Boyle La Ley de Boyle-Mariotte (o Ley de Boyle), formulada por Robert Boyle y Edme Mariotte, es una de las leyes de los gases que relaciona el volumen y la presión de una cierta cantidad de gas mantenida a temperatura constante. La ley dice que a una temperatura constante y para una masa dada de un gas el volumen del gas varia de manera inversamente proporcional a la poción absoluta del recipiente:

PV=k\,

EJEMPLO:

Un manómetro Mc Leod es un instrumento empleado para medir presiones muy bajas.

Empleamos este instrumento y comprimimos 500 ml del gas de un recipiente que se encuentra a baja presión hasta un volumen de 0.050000 ml la presión que se encontro en la muestraes de 0.033300 atm. ¿Cuál es la presión del gas en el recipiente?

Solución

Este ejercicio relaciona presión y volumen, ademas mantiene temperatura constante y no dice nada de aumento o disminución de materia por lo que se entiende que la materia se mantiene constante, debido a lo anterior este ejercicio lo podemos solucionar mediante la ley de boyle

P1V1 = P2V2

P1 = ((P2V2)/V1)

P1 = ((0.033300 atm 0.050000 ml)/500 ml) = 0.000003 atm

Ley de Charles A una presión dada, el volumen ocupado por una cierta cantidad de un gas es directamente proporcional a su temperatura. Matemáticamente la expresión sería:

\frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2} o \frac{V_1}{V_2}=\frac{T_1}{T_2}.

en términos generales:

(V1 * T2) = (V2 * T1)

EJEMPLO:

El volumen inicial de una cierta cantidad de gas es de 200 cm3 a la temperatura de 20K. Calcula el volumen a 90K si la presión permanece constante.

V1= 200 cm3= 2 Lt

T1= 20 K

V2=

T2= 90 K

200 cm3 x 1 Lt/ 100 cm3= 2 Lt

V1/T1 =V2/T2

V2 =V1 x T2/T1

V2= 2 Lt x 90 K/ 20 K= 9Lt

Ley de Gay-Lussac La presión de una cierta cantidad de gas, que se mantiene a volumen constante, es directamente proporcional a la temperatura:

\frac{P_1}{T_1}=\frac{P_2}{T_2}

Es por esto que para poder envasar gas, como gas licuado, primero ha de enfriarse el volumen de gas deseado, hasta una temperatura característica de cada gas, a fin de poder someterlo a la presión requerida para licuarlo sin que se sobrecaliente y eventualmente, explote.

EJEMPLO:

Un gas que ocupaba un volumen de 1,5 litros se calienta de 25 °C a 55 °C a presión constante. Cuáles el nuevo volumen que ocupará? Se identifican los datos del problema:

V1=1,5litros

T1=25°C(pero esto siempre se trabaja en absoluta, entonces(25+273=298K)

V2=es la incógnita , lo que pregunta el problema

T2 es la temperatura final. T2 = 55+298 = 353 K

Ahora se despeja la incógnita: (sabe despejar expresiones?)

V1 / T1 = V2 / T2

V2 = V1 x T2 / T1

y se reemplaza:

V2 = 1,5 L x 353 K / 298 K = 1,78 L

Respuesta: El nuevo volumen que ocupará el gas es 1,78 litros (aumenta un poquito, porque el gas se calentó, entonces se expande

ley combinada de los gases o ley general de los gases es una ley de los gases que combina la ley de Boyle, la ley de Charles y la ley de Gay-Lussac. Estas leyes matemáticamente se refieren a cada una de las variables termodinámicas con relación a otra mientras todo lo demás se mantiene constante. La ley de Charles establece que el volumen y la temperatura son directamente proporcionales entre sí, siempre y cuando la presión se mantenga constante. La ley de Boyle afirma que la presión y el volumen son inversamente proporcionales entre sí a temperatura constante. Finalmente, la ley de Gay-Lussac introduce una proporcionalidad directa entre la temperatura y la presión, siempre y cuando se encuentre a un volumen constante. La interdependencia de estas variables

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