TEMA: GASES Y TEORÍA CINÉTICA MOLECULAR EN SISTEMAS BIOLÓGICOS Universidad Autónoma del Estado de México Centro Universitario UAEM Amecameca Licenciatura en Nutrición TEMA: GASES Y TEORÍA CINÉTICA MOLECULAR EN SISTEMAS BIOLÓGICOS Elaborado por: M.E.S. Narciso Campero Garnica Unidad de Aprendizaje: Fisicoquímica Créditos Institucionales: 8 OCTUBRE 2015

GUIÓN EXPLICATIVO PARA EL EMPLEO DEL PRESENTE MATERIAL   La mayor parte de las transparencias ponen de relieve los temas principales de los contenidos en las “notas resumidas”. En tanto que las ayudas visuales sirven para ilustrar las exposiciones. Al comienzo de la sesión de trabajo, se entregará a los estudiantes los impresos de las transparencias que serán utilizadas.

OBJETIVOS Describir las leyes de los gases ideales. Definir condiciones estándar de temperatura y presión.

Estados de agregación Las sustancias en la naturaleza se presentan en tres estados de agregación: sólido, líquido y gaseoso

Propiedades de los gases

Sus partículas presentan grandes distancias entre sí.

Carecen de forma y volumen definido Nula cohesión entre sus moléculas Carecen de forma y volumen definido

Llenan totalmente el recipiente que lo contiene Pueden comprimirse

Son menos densos que sólidos y líquidos

Teoría cinética de los gases Los gases están formados por un gran número de átomos o moléculas.

Las fuerzas de repulsión molecular son elevadas y las de cohesión nulas.

Las partículas de gas se mueven caóticamente, con gran rapidez y chocan entre si y también con las paredes del recipiente que las contiene, provocando presión.

El estudio de los gases requiere de la relación de tres variables: Presión (P) Volumen (V) Temperatura (T) P V T

Presión Resultado de las colisiones de las moléculas contra las paredes del recipiente.

La unidad principal se llama Pascal (Pa) La unidad principal se llama Pascal (Pa). También puede medirse en atmósferas (atm), milímetros de mercurio (mm Hg). 1atm = 760 mmHg 1atm = 1. 013 x105 Pa

Volumen Los gases llenan completamente el recipiente que los contiene, por lo tanto el volumen será igual al volumen del recipiente.

Sus unidades de medición son: metros cúbicos (m3), centímetros cúbicos (cm3), litros (l) y mililitros (ml).

Temperatura Se emplea la escala de temperatura absoluta o Kelvin (K). Si un gas alcanza la temperatura del cero absoluto (0 K = -273.15 °C) sus partículas carecerán de movimiento, es decir, de energía cinética (Ec).

Gases ideales

¿ empujamos hacia abajo? Ley de Boyle ¿ empujamos hacia abajo? ¿Empujamos hacia abajo?

Cuando empujamos hacia abajo… El aire se comprime y aumenta la presión, disminuyendo la distancia entre partículas y observándose una disminución de volumen. Es una relación inversamente proporcional entre presión y volumen. P1V1 = P2V2

Al aumentar la presión del gas, disminuye su volumen y viceversa. Ley de Boyle “A temperatura constante, el volumen de un gas es inversamente proporcional a la presión ” Al aumentar la presión del gas, disminuye su volumen y viceversa.

Ley de Charles

Ley de Charles “A presión constante, el volumen de un gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta”. V1 / T1 = V2 / T2 Si aumenta la temperatura de un gas, aumenta la energía cinética de las moléculas o átomos de ese gas. Para mantener una presión constante, el volumen deberá aumentar, es decir que aumente la distancia entre átomos y moléculas.

Ley de Gay - Lussac

Relaciona directamente a la presión (P) con la temperatura (T). Ley de Gay - Lussac Relaciona directamente a la presión (P) con la temperatura (T). P1 / T1 = P2 / T2

Ecuación de los gases ideales Podemos expresar las leyes anteriores como una relación de proporcionalidad: Ley de Boyle:            V∝1/P Ley de Charles:         V∝T Ley de Avogadro:     V∝n   Podemos combinar estas tres relaciones para obtener una ley más general de los gases: V∝nT/P

Si llamamos R a la constante de proporcionalidad, obtenemos: V=R(nT/P)     o     PV=nRT Esta ecuación se conoce como la ecuación de los gases ideales. Un gas ideal es un gas hipotético cuyo comportamiento de presión, volumen, y temperatura se describe por completo mediante la ecuación del gas ideal.

El termino R se conoce como la constante de los gases y las unidades dependen de las unidades de P, V, n y T, con T siempre en unidades de temperatura absoluta.

Ley General de los gases Ley de Boyle P V P1V1 = P2V2 Inversamente proporcional Ley General de los gases P1V1 = P2V2 T1 T2 Ley de Gay - Lussac Ley de Charles P1/T1 = P2/T2 V1/T1 = V2 /T2 Directamente proporcional Directamente proporcional T

BIBLIOGRAFÍA Chang, R. “Fisicoquímica para las ciencias químicas y biológicas”. Mc. Graw Hill Interamericana. México. 2008.   Peñas Cano Jesús. “Leyes de los Gases” Disponible: http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/andared02/leyes_gases/ 30 de septiembre 2015 “Gases”. Disponible: exa.unne.edu.ar/quimica/quimgeneral/UNIDADVGases.pdf ·   30 de septiembre 2015 “Química General” Disponible: quimicageneral.tripod.com/files2/tulo_5_gases.pdf ·