Estados de la materia GAS LÍQUIDO SÓLIDO Propiedades generales de los gases Existe mucho “espacio libre” (vacío) en un gas. Existe mucho “espacio libre”

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2 Estados de la materia GAS LÍQUIDO SÓLIDO

3 Propiedades generales de los gases Existe mucho “espacio libre” (vacío) en un gas. Existe mucho “espacio libre” (vacío) en un gas. Los gases pueden expandirse infinitamente. Los gases pueden expandirse infinitamente. Los gases ocupan completamente el recipiente que los contiene. Los gases ocupan completamente el recipiente que los contiene. Los gases se difunden y mezclan con gran rapidez. Los gases se difunden y mezclan con gran rapidez.

4 Cl 2 gaseoso HCl y NH 3 gaseosos Estado gaseoso

5 Propiedades y Comportamiento de un GAS Volumen: Cantidad de espacio que ocupa dicha materia.

6 Temperatura Se asocia a la agitación de las partículas de un cuerpo: un cuerpo tiene mayor temperatura cuando es mayor la velocidad con que se mueven sus partículas. La mayor agitación, provoca una mayor cantidad de choques entre las partículas y con mayor liberación de energía (calor); es mayor la cantidad de choques con las paredes del recipiente, de tal forma que al tocarlo lo percibimos “caliente ”.

7 Presión: Presión: Las moléculas dentro de un recipiente están en constante movimiento, chocan entre ellas y contra las paredes del recipiente continuamente, y la suma de todos los choques se manifiesta como la presión del gas.

8 Presión La presión ejercida por el aire atmosférico puede medirse con un: BARÓMETRO BARÓMETRO (instrumento desarrollado por Torricelli en 1643)

9 Si consideramos las dos situaciones de la figura, manteniendo constante la cantidad de gas y la temperatura, deberá cumplirse la relación: En donde:

10 La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura: Si aumentamos la temperatura, aumentará la presión. Si disminuimos la temperatura, disminuirá la presión.

11 Para determinar el estado de un gas se deben considerar tres magnitudes físicas para una masa dada en un gas: presión (P), (Pa) volumen (V),(m3) temperatura (T),(K) p es la presión V es el volumen T es la temperatura absoluta k es una constante que dependerá de la cantidad de gas considerado T P.V = T´ P´. V´

12 El volumen ocupado por la unidad de masa de un gas, es directamente proporcional a su temperatura absoluta, e inversamente proporcional a la presión soportada.

13 Ejercicios resueltos

14 .- El gas confinado en un tanque de buceo, se encuentra a la presión manométrica de 2.21 atmósferas a la temperatura ambiente de 30°C ¿Qué temperatura adquiere si se le somete a una presión manométrica de 3.1 atmósferas? T2=425.02-273 T2=152.02°C

15 Propiedades de los gases Las propiedades de los gases pueden describirse matemáticamente conociendo: V = volumen (m 3, L) V = volumen (m 3, L) T = temperatura (K) T = temperatura (K) n = cantidad (mol) n = cantidad (mol) P = presión (Pa, Torr, atm) P = presión (Pa, Torr, atm)

16 Un gas queda definido por cuatro variables:  Cantidad de sustancia  Volumen  Presión  Temperatura  moles  l, m 3, …  atm, mm Hg o torr, Pa, bar  ºC, K Unidades:  1 atm = 760 mm Hg = 760 torr = 1,01325 bar = 101.325 Pa  K = ºC + 273  1l = 1dm 3 Medidas en gases

17 LEY DEL GAS IDEAL Brinda la relación entre las propiedades (variables de estado) del gas. P V = n R T R se calcula para: n = 1 mol P = 1 atm V = 22,4 l T = 273 K R = 0.082 atm L/ mol K R = 8.31 J/ mol K = 1.987 cal /mol K

18 Volumen molar de un gas El volumen de un mol de cualquier sustancia gaseosa es 22,4 l en condiciones normales

19 Problema Sabiendo que: PV = nRT ¿Qué cantidad de N 2 se necesita para llenar una pequeña habitación de 27000 L de volumen a una presión de 745 mm Hg y a 25 o C? R = 0.082057 Latm/Kmol R = 0.082057 Latm/KmolResolución: 1. Llevar los datos a las unidades apropiadas V = 27,000 L V = 27,000 L T = 25 o C + 273 = 298 K T = 25 o C + 273 = 298 K P = 745 mm Hg (1 atm/760 mm Hg) = 0.98 atm P = 745 mm Hg (1 atm/760 mm Hg) = 0.98 atm

20 PV = nRT ¿Qué cantidad de N 2 se necesita para llenar una pequeña habitación de 27000 L de volumen a una presión de 745 mm Hg y a 25 o C? R = 0.082057 Latm/Kmol R = 0.082057 Latm/KmolResolución 2. Calcular n = PV / RT n = 1.1 x 10 3 mol (unos 30 kg de gas)

21 LA DENSIDAD DE LOS GASES Alta densidad Baja densidad

22 LA DENSIDAD DE LOS GASES PV = nRT d y M son proporcionales (M: masa molar)

23 DD El airbag es un dispositivo que permite detener un objeto en movimiento produciendo una fuerza que actúa en dirección contraria al mismo. Consta de una bolsa (bag en inglés) inflable plegada que se coloca en el volante, o en otros lugares donde sea preciso para amortiguar el golpe. Contiene una sustancia sólida, la azida de sodio (NaN3). Cuando se produce un impacto a más de 15 km/h un sensor detecta el movimiento brusco, se produce una chispa y se inicia una reacción química en la que se libera nitrógeno (N2) en gran cantidad, que infla el airbag en unas centésimas de segundo. Instantes después de que se infle se produce, a través de unos orificios que existen en la bolsa, el desinflado, permitiendo así que el ocupante pueda moverse. Como en la reacción pueden producirse sustancias peligrosas, se agrega nitrato de potasio (KNO3) que produce óxido de sodio (Na2O), óxido de potasio (K2O) y otra vez nitrógeno molecular (N2). Además se añade dióxido de silicio (SiO2) con lo que se forma un silicato doble de potasio y sodio (K2Na2 SiO4) que es inerte.

24 El airbag se llena con N 2 (g) en un choque. El airbag se llena con N 2 (g) en un choque. El gas N 2 es generado por la descompsición de la azida de sodio, NaN 3. El gas N 2 es generado por la descompsición de la azida de sodio, NaN 3. 2 NaN 3 --- > 2 Na + 3 N 2 Conocer las propiedades de los gases ayuda a salvar vidas

25 T P.V = T´ P´. V´ finfin APÉNDICE