1. TERMODINÁMICA Margarita Viniegra [email_address] Extensión 4667 Fisicoquímica, P. W. Atkins, 3era edición, Addison-Wesley iberoamericana Varias imágenes y ecuaciones se obtuvieron de la página del profesor Barletta de la U de Alabama del Sur

4. TERMODINAMICA: - Propiedades de los gases. - Leyes. - Equilibrio Químico. - Constante de Equilibrio. - Criterios de Espontaneidad. Tarea 1: premios Nóbel en química. Quienes y por qué. http://nobelprize.org/

5. Capítulo 1: propiedades de los gases Tarea 2: A1.1, A1.6, A1.7 Problemas: 1.8 1.13, 1.14, 1.19, 1.27, 1.30,

11. Resumen Leyes de los Gases n  V aumenta aumenta constante constante Avogadro T  V aumenta constante aumenta constante Charles V  1/p disminuye constante constante aumenta Boyle V n T p

12. Ley de Dalton de las presiones parciales V y T son constantes p 1 p 2 p total = p 1 + p 2

13. Considera el caso en el que dos gases, A y B , están en un recipiente de volumen V a T constante. n A es el número de moles de A n B es el número de moles de B p T = p A + p B p A = X A p T p B = X B p T p i = X i p T p A = n A RT V p B = n B RT V X A = n A n A + n B X B = n B n A + n B

14. Considera el siguiente aparato. Calcula las presiones parciales de helio y de neón después de abrir la válvula. La temperatura se mantiene constante. He Ne 1.2 L, 0.63 atm 3.4 L, 2.8 atm

15. El etileno gaseoso, C 2 H 4 , reacciona con gas hidrógeno en presencia de un catalizador de Pt para formar etano, C 2 H 6 , según C 2 H 4 (g) + H 2 (g) C 2 H 6 (g) Una mezcla de C 2 H 4 y H 2 de la que sólo se sabe que contiene más moles de H 2 que de C 2 H 4 tiene una presión de 52 torr en un volumen desconocido. Después de haber pasado la mezcla por un catalizador de Pt, su presión es de 34 torr en el mismo volumen y a la misma temperatura ¿qué fracción molar de la mezcla original era etileno?

16. Gases Teoría cinético-molecular

18. Derivación de la ecuación de un gas ideal Fuerza es la velocidad de cambio del momento. Al multiplicar esta cantidad por el número total de colisiones con las paredes del recipiente, en un tiempo dado t, obtendremos la fuerza total que se ejerce sobre las paredes. Al dividir la fuerza por el área de la pared se obtendrá la presión del gas

19. Cambio de momento por unidad de tiempo a +v x -v x z y x Cambio de momento por colisión y por molécula

22. Energía cinética Ahora, si N es igual al número de Avogadro N A , entonces: Comparando la ecuación 1 con la ecuación del gas ideal: ------- ec. 1 La energía cinética promedio de translación de un gas depende exclusivamente de su temperatura

24. Cálculo de la raíz cuadrada media de la velocidad v rcm y, por lo tanto:

25. Distribución de velocidades moleculares de Maxwell-Boltzmann a una temperatura dada k B = R/N A = 1.381x10 -16 erg/K . molécula

27. Efusión y difusión molecular A menor masa M , mayor rms.

28. Calcula v rcm , v y v p para He, Ne, Ar y Xe a 25 o C

29. Curva de distribución de la Energía cinética

30. Curvas a distintas temperaturas

33. Efecto de las fuerzas intermoleculares sobre la presión ejercida por un gas El resultado de estas interacciones es una presión menor a la presión que predice la ecuación del gas ideal

34. Desviación del comportamiento ideal 1 mol de gas ideal PV = nRT n = PV RT = 1.0

35. Fuerzas de atracción Fuerzas de repulsión Desviación del comportamiento ideal

38. 0.0318 1.36 O 2 0.0391 1.39 N 2 0.0266 0.244 H 2 0.0322 1.34 Ar 0.0237 0.034 He b (L/mol) a (atmL 2 /mol 2 ) Gas Constantes de van der Waals

44. Ver la figura de la siguiente diapositiva. p(V,t) es la presión de van der Waals con el volumen V en m 3 /mol, y la temperatura T (kelvin). Para CO 2 la temperatura critica es 31.15 o C y las ctes. de van der Waals son a=0.364 m 6 Pa mol -2 y b=4.27 10 -5 m 3 /mol. Abajo de Tc , la región entre los mínimos y máximos de p versus V en cualquier isotérmica no tiene sentido físico, pues indica que el volumen aumenta con la presión. Se señala una curva que conecta todos los mínimos y todos los máximos de las isotermas, p(V); esta es la región “virtual” de la ecuación de van der Waals.

45. Dióxido de carbono 2 fases p c V c T c gas líquido