LEYES DE LOS GASES Miss Marcela Saavedra A.

A modo de recordatorio. ¿Cuáles son los estados de la materia?: R: sólido, líquido y gaseoso, que dependen de la presión y de la temperatura a la que se encuentran sometidos.

Antes de entrar de lleno en el estudio de las leyes que explican el comportamiento de los gases, recordemos las variables que influyen en éstos y los alteran y que son: temperatura, presión y volumen, además de la cantidad de partículas de las que se trate.

Temperatura Ejerce gran influencia sobre las moléculas de un gas, aumentando o disminuyendo la velocidad de ellas. Para trabajar con nuestras fórmulas siempre expresaremos la temperatura en grados Kelvin. Cuando la escala esté en grados Celsius, debemos hacer la conversión, sabiendo que 0º C equivale a 273,15 º Kelvin. Ej.. El agua hierve a 100°C, ¿a cuantos °K corresponde?

Volumen Recordemos que volumen es todo el espacio ocupado por algún tipo de materia. En el caso de los gases, ocupan todo el volumen disponible del recipiente que los contiene. En nuestras fórmulas usaremos el litro (L) y el milílitro (ml). Recordemos que un litro equivale a mil milílitros: 1 L = 1.000 mL Tambien recordar que 1 mL = 1 cm3

Cantidad de materia Otro parámetro que debe considerarse al estudiar los gases tiene que ver con la cantidad de un gas, que se relaciona con el número total de moléculas que la componen. Para medir la cantidad de un gas usamos como unidad de medida el mol y corresponde a 6,022 x 1023

Presión 

Muy importante Para todos los próximos cálculos, lo primero que debemos hacer es uniformar las unidades de medida. Recuerda que el volumen debe estar en litros (L), la temperatura en grados Kelvin (°K) y la presión en milímetros de mercurio (mmHg).

LEY DE BOYLE Esta ley nos permite relacionar la presión y el volumen de un gas cuando la temperatura es constante. Establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante.

P1 • V1 = P2 • V2

Ejercicio  Una muestra de oxígeno ocupa 4.2 litros a 760 mm de Hg. ¿Cuál será el volumen del oxígeno a 415 mm de Hg, si la temperatura permanece constante?

Un gas ocupa 1. 5 litros a una presión de 2. 5 atm Un gas ocupa 1.5 litros a una presión de 2.5 atm. Si la temperatura permanece constante, ¿Cuál es la presión en mm de Hg, si se pasa a un recipiente de 3 litros?

LEY DE CHARLES Mediante esta ley relacionamos la temperatura y el volumen de un gas cuando mantenemos la presión constante. La ley afirma que: El volumen de un gas es directamente proporcional a la temperatura del gas. En otras palabras: Si aumenta la temperatura aplicada al gas, el volumen del gas aumenta. Si disminuye la temperatura aplicada al gas, el volumen del gas disminuye.

Ejercicios A presión constante un gas ocupa 1.500 (ml) a 35º C ¿Qué temperatura es necesaria para que este gas se expanda hasta alcanzar los 2,6 L? ¿Qué volumen ocupa un gas a 30º C, a presión constante, si la temperatura disminuye un tercio (1/3) ocupando 1.200 ml?

LEY DE GAY-LUSSAC Esta ley establece la relación entre la presión y la temperatura de un gas cuando el volumen se mantiene constante, y dice: La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura. Esto significa que: Si aumentamos la temperatura, aumentará la presión. Si disminuimos la temperatura, disminuirá la presión

Ejercicio Tenemos un cierto volumen de un gas bajo una presión de 970 mmHg cuando su temperatura es de 25° C. ¿A qué temperatura deberá estar para que su presión sea 760 mmHg?

LEY COMBINADA Las leyes de Boyle y Charles se pueden combinar en una ley que nos indica a la vez la dependencia del volumen de un cierto gas con respecto a la presión y la temperatura. “Para una masa determinada de cualquier gas, se cumple que el producto de la presión por el volumen dividido entre el valor de la temperatura es una constante”.

LEY DE LOS GASES IDEALES Es la ecuación de estado del gas ideal, un gas hipotético formado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son perfectamente elásticos. La ecuación que describe la relación entre la presión, el volumen, la temperatura y la cantidad (en moles) de un gas ideal es:

Diagrama presión-volumen a temperatura constante para un gas ideal.

PROBLEMAS  ¿Qué volumen ocupará un gas a 150°C y 200 mm Hg, sabiendo que a 50°C y 1 atmósfera ocupa un volumen de 6 litros ? Una cierta cantidad de gas se encuentra a 790 mmHg cuando la T° es de 25°C. Calcula la presión que alcanzará si la T° llega a los 200°C. Un gas ocupa un volumen de 2 lt, a 0°C y presión normal a nivel del mar. ¿Qué volumen ocupará este gas a 2 atm y 100°C? Un gas ocupa un volumen de 500 ml a 45°C y a una presión manométrica de 260 mmHg. Se comprime dentro de un recipiente de 400 ml y alcanza una presión manométrica de 380 mmHg ¿Cuál será su T° final?