GASES ¿Qué vamos a estudiar hoy? Gases ideales en término de un modelo de gas donde las moléculas están en continuo movimiento aleatorio y tan separadas que no interactúan unas con otras. Gases reales que tienen propiedades que difieren de la ley de los gases ideales, las que se evidencian a temperaturas bajas y presiones altas. Desviación de la idealidad.

GASES 11 elementos son gas a T amb Mayor energía cinética Son sustancias moleculares Llenan el espacio disponible Son compresibles

PRESIÓN P= F/A La P que ejerce un gas en el interior de una pelota es el resultado de las colisiones de sus moléculas contra la cara interna de la pelota. Cuando más vigorosa son las colisiones, mayor es la F y la P más alta. Presión atmosférica: es la presión ejercida por el aire atmosférico en cualquier punto de la atmósfera. Normalmente se refiere a la presión atmosférica terrestre, pero el término es generalizable a la atmósfera de cualquier planeta o satélite. Se mide con un barómetro (inventado por TORRICELLI)

Experimento de Torricelli Unidades de P 1 Pa = 1Kg/m.s2 (Pascal, SI) 1 bar= 105 Pa 1 atm= 1,01325 x 105 Pa 1 atm= 760 Torr = 760 mm Hg 1 atm= 14,7 pSi

Ley de Boyle (1662) P α 1/ V PV=K Isoterma T=cte, n=cte

Ley de Charles (1787) T α V V=KT Isobara P=cte, n=cte http://perso.wanadoo.es/cpalacio/LeyCharles2.htm

-273,15 ºC

Ley de Gay-Lussac (1800) Isocórico V=cte, n=cte T α P P=KT

Principio de Avogadro (1811) "Volúmenes iguales de distintas sustancias gaseosas, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de partículas" Vm=V/n V=Vm.n El volumen ocupado por una muestra de gas a P y T constante es directamente proporcional al númeno de moles presentes V α n V = Kn

Ley de Gases Ideales 8,2 x 10-2 l.atm/K.mol 8,12 x 10-2 l.bar/Kmol 8,13 l.KPa/K.mol 8,31 J/Kmol 62,3 l.Torr/K.mol

Mezcla de gases: ley de Dalton La mayoría de los gases que encontramos en la vida son mezclas. Una mezcla de gases que no reaccionan uno con otro, se comporta como un único gas puro. A bajas presiones todos los gases responden del mismo modo a los cambios de presión, volumen y temperatura. La presión total de una mezcla de gases es la suma de las presiones parciales de sus componentes.

Pt= PH2 + PHe

Movimiento molecular: difusión y efusión Difusión: es la dispersión gradual de una sustancia en otra. Efusión: es el escape de un gas por un poro pequeño en el vacio

Ley de Graham A temperatura constante la velocidad de efusión de los gases es inversamente proporcional a la raiz cuadrada de su masa molar. Vefusión  1/M1/2 Para dos gases A y B con masas molares MA y MB VA / VB = (MB/MA)1/2

Modelo cinético de los gases Un gas consiste en un conjunto de moléculas en movimiento continuo y aleatorio. Las moléculas de gas son pequeños puntos infinitesimales. Las moléculas se mueven en líneas rectas hasta colisionar. Las moléculas no interactúan unas con otras excepto durante las colisiones. Ecinética molar= (3/2)RT (para 1 mol de gas)

Gases Reales Según la teoría cinética de los gases ideales las colisiones son elásticas (no existen fuerzas entre las moléculas) y los gases son principalmente espacio vacío. En los Gases reales existen fuerzas intermoleculares y las moléculas tienen un determinado tamaño. En condiciones de altas presiones o muy bajas temperaturas los gases dejan de comportarse de una manera ideal. Es necesario modificar las ecuaciones que se utilizaban para relacionar presión, volumen, número de moles y temperatura. Para n=1 PV/RT=1

Ecuación de Van der Waals para los gases reales Cuando una molécula se aproxima a una pared las atracciones moleculares con el resto la frenarán Pideal > Preal Pideal = Preal + factor de corrección Los n moles de un gas tienen un determinado tamaño. Videal < Vreal Videal = Vreal - factor de corrección P + an2 V-nb = nRT a y b son las constantes de Van der Waals V2

Constantes de Van der Walls para varios gases