Estudio sobre el Estado de los Gases: Propiedades, Teorías y Leyes, Diapositivas de Química

¡Descarga Estudio sobre el Estado de los Gases: Propiedades, Teorías y Leyes y más Diapositivas en PDF de Química solo en Docsity! ESTADO GASEOSO Integrantes: Gonzalez Serrano David job Olvera Arizmendi Ángel Adrián CECYT 10 CARLOS VALLEJO MARQUEZ QUIMICA III 5IV1 ¿QUE ES UN GAS? Se denomina gas al estado de agregación de la materia en el que las sustancias no tienen forma ni volumen propio, adoptando el de los recipientes que las contienen. 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 Reglas: ◦ Las moléculas de un gas ideal no se atraen o repelen entre ellas. Suponemos que las únicas interacciones de las moléculas que componen un gas ideal son las colisiones elásticas entre ellas y con las paredes del contenedor. o Las moléculas de un gas ideal, en sí mismas, no ocupan volumen alguno. El gas tiene volumen, ya que las moléculas se expanden en una gran región del espacio, pero las moléculas de un gas ideal son aproximadas por partículas puntuales que en sí mismas no tienen volumen. GAS REAL ◦ Es aquel que posee un comportamiento termodinámico y que no sigue la misma ecuación de estado de los gases ideales. Los gases se consideran como reales a presión elevada y poca temperatura TEORIA CINETICA MOLECULAR ◦ Esta teoría describe el comportamiento y las propiedades de la materia en base a cuatro postulados o La materia está constituida por partículas que pueden ser átomos o moléculas cuyo tamaño y forma característicos permanecen en estado sólido, líquido o gas. Estas partículas están en continuo movimiento aleatorio. En los sólidos y líquidos los movimientos están limitados por las fuerzas cohesivas, las cuales hay que vencer para fundir un sólido o evaporar un líquido. La energía depende de la temperatura. A mayor temperatura más movimiento y mayor energía cinética. Las colisiones entre partículas son elásticas. En una colisión la energía cinética de una partícula se transfiere a otra sin pérdidas de la energía global l— [NÚMERO DE AVOGADRO | $ 4 UNIDADES QUIMICAS MOL ◦ mol (símbolo: mol) es la unidad con que se mide la cantidad de sustancia 123, una de las siete magnitudes físicas fundamentales del Sistema Internacional de Unidades. En cualquier sustancia (elemento o compuesto químico) y considerando a la vez un cierto tipo de entidades elementales que la componen, el mol, símbolo mol, es la unidad del SI de cantidad de sustancia. Un mol contiene exactamente 6,022 140 76 × 1023 entidades elementales. Esta cifra es el valor numérico fijo de la constante de Avogadro, cuando se expresa en la unidad mol-1, y se denomina número de Avogadro. NUMERO DE AVOGADRO ◦ La constante de Avogadro (símbolos: L, NA) tiene un valor exacto definido como 6,022 140 76 ×1023 mol−1. El número de Avogadro (símbolo: N0) equivale a la cantidad de 6,022 140 76 ×1023 expresada en notación científica, esto es 602 214 076 000 000 000 000 000 (seiscientos dos mil doscientos catorce trillones setenta y seis mil billones de unidades, una cifra mucho mayor que el número de granos de arena en todas las playas de la Tierra). LEY DE BOYLE- MARIOTTE ◦ Fue descubierta por Robert Boyle en 1662. Edme Mariotte también llegó a la misma conclusión que Boyle, pero no publicó sus trabajos hasta 1676. Esta es la razón por la que en muchos libros encontramos esta ley con el nombre de Ley de Boyle y Mariotte. La ley de Boyle establece ◦ Que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante Al aumentar el volumen, las partículas (átomos o moléculas) del gas tardan más en llegar a las paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de tiempo contra ellas. Esto significa que la presión será menor ya que ésta representa la frecuencia de choques del gas contra las paredes. Cuando disminuye el volumen la distancia que tienen que recorrer las partículas es menor y por tanto se producen más choques en cada unidad de tiempo: aumenta la presión. Lo que Boyle descubrió es que, si la cantidad de gas y la temperatura permanecen constantes, el producto de la presión por el volumen siempre tiene el mismo valor. Como hemos visto, la expresión matemática de esta ley es ◦ P⋅V=k ◦ (el producto de la presión por el volumen es constante) ◦ 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 Matemáticamente podemos expresarlo así ◦ V/T=k ◦ (el cociente entre el volumen y la temperatura es constante) ◦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 LEY DE GAY LUSSAC ◦ Fue enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac a principios de 1800. ◦ Establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es constante. ◦ Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto aumenta el número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar. Gay-Lussac descubrió ◦ Que en cualquier momento de este proceso, el cociente entre la presión y la temperatura siempre tenía el mismo valor: ◦ P/T=k ◦ (el cociente entre la presión y la temperatura es constante) ◦ Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presión P1 y a una temperatura T1 al ◦ comienzo del experimento. Si variamos la temperatura hasta un nuevo valor T2, entonces la presión ◦ cambiará a P2, y se cumplirá: ◦ P1/T1=P2/T2 LEY GENERAL DEL ESTADO GASEOSO ◦ La ley experimental de los gases es una ley que combina la ley de Boyle-Mariotte, la ley de Charles y la ley de Gay-Lussac. Estas leyes se refieren a cada una de las variables que son presión, volumen y temperatura absoluta. La ley de Charles establece que el volumen y la temperatura absoluta son directamente proporcionales cuando la presión es constante. LEY UNIVERSAL DE LOS GASES IDEALES ◦ Si comprimimos un gas, manteniendo constante su temperatura, veremos que la presión aumenta al disminuir el volumen. Análogamente, si hacemos que se expansione un gas a temperatura constante, su presión disminuye al aumentar el volumen. Con buena aproximación, la presión de un gas varía en proporción inversa con el volumen. Esto implica que, a temperatura constante, el producto de la presión por el volumen de un gas es constante. PV = constante (a temperatura constante) ◦ Esta ley se cumple aproximadamente por todos los gases a bajas densidades. Pero, también, la temperatura absoluta de un gas a bajas densidades es proporcional a la presión a volumen constante, y de igual forma, la temperatura absoluta es proporcional al volumen del gas si se mantiene constante su presión ◦ A bajas densidades, el producto PV es prácticamente proporcional a la temperatura T: PV = CTC es una constante de proporcionalidad apropiada para cada cantidad determinada del gas, y podemos escribir C=kN en donde N es el número de moléculas del gas y k es una constante. De esta manera ◦ PV = NkT ◦ Vamos a suponer que aumentamos la cantidad de gas. Esto quiere decir que al haber mayor número de moléculas aumentará la frecuencia de los choques con las paredes del recipiente lo que implica (por un instante) que la presión dentro del recipiente es mayor que la exterior y esto provoca que el émbolo se desplace hacia arriba inmediatamente. Al haber ahora mayor distancia entre las paredes (es decir, mayor volumen del recipiente) el número de choques de las moléculas contra las paredes disminuye y la presión vuelve a su valor original ◦ Según hemos visto en la animación anterior, también podemos expresar la ley de Avogadro así: ◦ V/n=k ◦ (el cociente entre el volumen y la cantidad de gas es constante) ◦ Supongamos que tenemos una cierta cantidad de gas n1 que ocupa un volumen V1 al comienzo del experimento. Si variamos la cantidad de gas hasta un nuevo valor n2, entonces el volumen cambiará a V2, y se cumplirá: ◦ V1/n1=V2/n2 ◦ Que es otra manera de expresar la ley de Avogadro CONCLUSIONES