ESTADO GASEOSO.pptx

UNIDAD EDUCATIVA
“SAGRADOS CORAZONES A”
FÍSICA
ESTADO GASEOSO
DOCENTE:
Prof. Franz Noel Copa Pachi
LA PAZ – BOLIVIA
2023

EL ESTADO GASEOSO
Los gases intervienen en muchos aspectos de nuestra vida
cotidiana, ya sea de manera positiva ayudándonos en nuestras
labores, o de manera negativa perjudicando nuestro medio
ambiente, así por ejemplo: el aire que respiramos, que nos
proporciona el oxígeno que requerimos para respirar y
mantenernos vivos, el GNV o gas natural vehicular, que
permite que los vehículos se movilicen con una menor
inversión en combustible, el gas propano que usamos en casa
para preparar los alimentos o calentar el agua, el aire presente
en las llantas de algunos vehículos, la mezcla gaseosa que se
usa en la soldadura, formada por acetileno combinado con
oxígeno, los gases que se desprenden de los tubos de escape
de los vehículos o de las chimeneas de las fábricas, y que
contaminan nuestro ambiente.
ESTADO
GASEOSO

Las características que define a
los gases son:
Pueden ser confinados en un recipiente,
ocupando todo el volumen del que disponen
y adquiriendo la forma del recipiente que los
contiene.
Son altamente compresibles.
Se combinan fácilmente cuando varios gases
se confinan en un mismo recipiente.
Sus densidades son mucho menores que las
de los sólidos y los líquidos.
ESTADO
GASEOSO

PARÁMETROS
Son cuatro los parámetros que definen el
comportamiento de las sustancias en el estado
gaseoso: la presión (P), el volumen (V), la
temperatura (T) y la cantidad de sustancia en
estudio (n). Todos estos parámetros están
relacionados entre sí en base a las teorías de
los gases ideales.
ESTADO GASEOSO

Se consideran gases a aquellas sustancias que en
condiciones normales, existen naturalmente en el
estado gaseoso, mientras que cuando una sustancia,
líquido o sólido, se evapora, se dice que se encuentra
en fase gas. En la siguiente tabla se muestran algunos
gases y sus propiedades.
ESTADO GASEOSO
Nombre Fórmula Color Olor Toxicidad
Amoníaco NH3 Incoloro Penetrante Tóxico
Dióxido de carbono CO2 Incoloro Inodoro No tóxico
Monóxido de carbono CO Incoloro Inodoro Muy tóxico
Cloro Cl2 Verde pálido Irritante Muy tóxico
Helio He Incoloro Inodoro No tóxico

ESTADO GASEOSO
Nombre Fórmula Color Olor Toxicidad
Neón Ne Incoloro Inodoro No tóxico
Hidrógeno H2 Incoloro Inodoro No tóxico
Cloruro de hidrógeno HCl Inodoro Irritante Tóxico
Sulfuro de hidrógeno H2S Incoloro Fétido Muy tóxico
Metano CH4 Incoloro Inodoro No tóxico
Nitrógeno N2 Incoloro Inodoro No tóxico
Dióxido de nitrógeno NO2 Marrón rojizo Irritante Muy tóxico
Oxígeno O2 Incoloro Inodoro No tóxico
Se puede observar que los elementos H2, Cl2, O2 y N2 existen como
moléculas diatómicas. Un alótropo del oxígeno, el ozono, O3,
también es un gas a temperatura ambiente. Todos los elementos
del grupo 8 ó gases nobles, son elementos monoatómicos: He, Ne,
Ar, Kr, Xe y Rn

Presión de un fluido
ESTADO GASEOSO

La atmósfera
La atmósfera es la envoltura gaseosa que
rodea el planeta y está compuesta
principalmente por una mezcla de gases que
denominamos aire.
La atmósfera está compuesta por
aproximadamente 78% de nitrógeno, 21%
de oxígeno y 1% de otros gases. A estos
constituyentes hay que añadir el vapor de
agua que puede variar entre el 0% y el 5%
del total.
ESTADO GASEOSO

Presión atmosférica
En 1643 Torricelli tomo un tubo de vidrio de 1
m de longitud cerrado en un extremo y lo lleno
de mercurio manteniendo el tubo cerrado con
el dedo lo invirtió e introdujo en una vasija con
mercurio. Al retirar el dedo comprobó que el
metal decencia hasta formar una columna era
de 13,6 veces menor del que se obtenía al
realizar con el agua, dedujo que ambas
columnas de liquido soportaban el mismo
contrapeso sospechando que solo el aire era
capaz de realizar dicha fuerza.
ESTADO GASEOSO

Variación de la presión con la
altura
A medida que uno asciende la presión
atmosférica decrece.
ESTADO GASEOSO
Altura (m) Referencia Presión atmosférica
0 Nivel del mar 1
1000 0.88
2000 Cd. De México 0.78
3000 La Paz, Bolivia 0.7
4000 0.61
5000 Cima del Popocatépetl 0.53
10000 Altura de los aviones transatlánticos 0.26

Presión de los gases
La presión de un gas se define como la fuerza
que ejercen las moléculas gaseosas sobre las
paredes del recipiente que las contiene. Esta
fuerza se produce por el movimiento
permanente de las moléculas gaseosas en el
interior del recipiente, que colisionan entre si y
con las paredes.
Para medir la presión de un gas que se
encuentra dentro de un recipiente se usan
generalmente manómetros de mercurio, Hg.
ESTADO GASEOSO

ESTADO GASEOSO
La unidad que usamos comúnmente para la presión, son las
atmósferas, atm, aquí algunas de sus equivalencias:
1 atm = 760 mmHg = 760 Torr
1 atm = 101 325 Pa
1 atm = 1,01325 bar
1 atm = 14,7 PSI (pounds per square inch o libra por
pulgada cuadrada)

Actividad Nro. 2
Seleccione la respuesta correcta.
1. ¿De los siguientes fenómenos todos son cambios físicos
excepto?
a) Formación de hielo
b) Condensación del agua
c) Formación de óxido en los metales
d) Fusión del hierro
2. ¿Qué sustancia podemos encontrar en la naturaleza en los
tres estados?
a) Oxigeno b) Hierro c) Hidrogeno d) Agua
3. ¿qué estado de la materia ejerce presión sobre el
recipiente que lo contiene?
a) Sólido b) Líquido c) Plasmático d) Gaseoso
ESTADO GASEOSO

Resolver los siguientes problemas:
1. ¿Cuál es la presión ejercida por una fuerza de 120 N que actúa sobre
una superficie de 0.040 metros cuadrados?
2. El peso de la atmósfera sobre un metro cuadrado de la superficie
terrestre es de 100000 Newton. Si la densidad de la atmósfera tuviese
un valor constante de 1,2 kg/m³, ¿a qué altura estaría el límite superior
de la atmósfera?
3. Si la altura del agua dentro de una bañera es de 25 cm y el tapón de la
misma tiene un radio de 2 cm, calcula: a) La superficie del tapón, b) La
presión que soporta el tapón y c) La fuerza mínima que hay que ejercer
para quitar el tapón. Dato: densidad del agua= 1000 kg/m3.
4. Suponiendo que la superficie de la escotilla de un submarino es de 1.2
m2 y que se encuentra a 600 metros de profundidad ¿Qué fuerza total
ejerce el agua sobre ella? La densidad del agua de mar 1030 kg/m3
5. Calcula la diferencia de presión entre dos puntos de una piscina
situados a 80 cm y 2 m de la superficie, respectivamente Dato: densidad
del agua= 1000 kg/m3
ESTADO GASEOSO

Ejemplo
1. El peso de la atmósfera sobre un metro cuadrado de la superficie
terrestre es de 100000 Newton. Si la densidad de la atmósfera tuviese
un valor constante de 1,2 kg/m³, ¿a qué altura estaría el límite superior
de la atmósfera?
DATOS:
Área A=1m2 P=F/A
Peso F=100000 N P=100000N/1m2
Densidad ρ=1,2 kg/m3 P=100000 Pa
H=? Pascal = Pa= 1N/m2
P= ρgH para un fluido Reemplazando en (1)
H=P/(ρg) (1) H=100000Pa/(1,2 kg/m3 x9,81m/s2)
H= 8494,7 m
ESTADO GASEOSO

Suponiendo que la superficie de la escotilla de un submarino es de 1.2 m2 y
que se encuentra a 600 metros de profundidad ¿Qué fuerza total ejerce el
agua sobre ella? La densidad del agua de mar 1030 kg/m3
F=? P=F/A F= PA
A=1,2m2 h=600 m ρ=1030 kg/m3
P = ρ g h
P = 1030 kg/m3 9,81 m/s2 600 m
P = 6062580 Pa
F = PA F=6062580 Pa 1,2 m2
F= 7275096 N

Ejemplo
1. ¿Cuál es la presión ejercida por una fuerza de 60 N que actúa sobre una
superficie de 0.040 metros cuadrados?
Presión = Fuerza/ Área
P= 60 N/0,040m2
P= 1500 Pa
Pascal=[Pa]=1N/m2
ESTADO GASEOSO

UNIDAD EDUCATIVA
“LA PAZ – B”
QUÍMICA
LEYES DE
LOS GASES
DOCENTE:
Prof. Franz Copa
LA PAZ – BOLIVIA
2021

Es el grado de nivel térmico perceptible por nuestros
sentidos. Si bien la temperatura se mide con termómetros
relativos: ˚C o ˚F, en los cálculos de problemas de gases
siempre debe emplearse temperatura absoluta K o R.
ESTADO
GASEOSO
Temperatura

Convertir 72 ˚F a ˚C y K.
T = 72 ˚F
˚C= 5 (˚F-32) / 9
˚C= 5 (72-32) / 9
T = 22,22 ˚C
K = ˚C + 273
K = 22,22 +273
T = 295,22 K
ESTADO
GASEOSO
Ejemplo

ESTADO
GASEOSO
Temperatura normal
Se llama así a la temperatura de fusión del hielo.
0 ˚C 32 ˚F 273 K
492 R
Condiciones normales de un gas.
Se dice que un gas esta en condiciones
normales (CN) cuando su temperatura es 0 ˚C y
su presión 1 atm. En estas condiciones se tiene
el volumen molar.
Volumen molar
Es el volumen que ocupa un mol de gas, cuando
esta en condiciones normales, y ese volumen es
igual a 22,4 litros.

Es el comportamiento que presentan aquellos
gases cuyas moléculas no interactúan entre si y
se mueven aleatoriamente. En condiciones
normales y en condiciones estándar, la mayoría
de los gases presentan comportamiento de gases
ideales.
ESTADO
GASEOSO
Gas ideal

Si se reduce la presión sobre un globo, éste se
expande, es decir aumenta su volumen, siendo ésta
la razón por la que los globos meteorológicos se
expanden a medida que se elevan en la atmósfera.
Por otro lado, cuando un volumen de un gas se
comprime, la presión del gas aumenta. El químico
Robert Boyle (1627 - 1697) fue el primero en
investigar la relación entre la presión de un gas y su
volumen.
La ley de Boyle, establece que: El volumen de una
determinada cantidad de gas, que se mantiene a
temperatura constante, es inversamente proporcional
a la presión que ejerce.
ESTADO
GASEOSO
Ley de Boyle

Lo que se resume en la siguiente expresión:
ESTADO
GASEOSO
y se pueden representar gráficamente como:
Donde se
muestra a una
rama de una
hipérbola
equilátera.
Podemos usar la siguiente expresión para determinar
los valores de dos puntos de la gráfica: 𝑃1𝑉1 = 𝑃2𝑉2

Cuando se calienta el aire contenido en los
globos aerostáticos éstos se elevan, porque el
gas se expande. El aire caliente que está dentro
del globo es menos denso que el aire frío del
entorno, a la misma presión, la diferencia de
densidad hace que el globo ascienda.
Similarmente, si un globo se enfría, éste se
encoge, reduce su volumen. La relación entre la
temperatura y el volumen fue enunciada por el
científico francés J. Charles (1746 - 1823),
utilizando muchos de los experimentos realizados
por J. Gay Lussac (1778 - 1823).
ESTADO
GASEOSO
Ley de Charles

La ley de Charles y Gay Lussac se
resume en: el volumen de una
determinada cantidad de gas que se
mantiene a presión constante, es
directamente proporcional a su
temperatura absoluta, que se expresa
como:
ESTADO
GASEOSO
y gráficamente se
representa como:
Debemos tener
presente que la
temperatura se debe
expresar en grados
Kelvin, K

Análogamente, la presión de una determinada cantidad
de gas que se mantiene a volumen constante, es
directamente proporcional a su temperatura absoluta, que
se expresa como:
ESTADO
GASEOSO
Gay Lussac
Los procesos que se producen a volumen
constante se denominan procesos isocóricos.
Para determinar los valores entre dos estados
podemos usar:

Al combinar las leyes mencionadas se obtiene la ley
combinada de los gases ideales o ley de los cambios
triples, que establece que para una determinada cantidad
de gas se cumple:
ESTADO
GASEOSO
Ley combinada
Para determinar los valores entre dos estados diferentes
podemos emplear:

A medida que agregamos gas a un globo, éste se
expande, por lo tanto el volumen de un gas depende no
sólo de la presión y la temperatura, sino también de la
cantidad de gas.
La relación entre la cantidad de un gas y su volumen fue
enunciada por Amadeus Avogadro (1778 - 1850),
después de los experimentos realizados años antes por
Gay - Lussac.
La ley de Avogadro establece que el volumen de un gas
mantenido a temperatura y presión constantes, es
directamente proporcional al número de moles del gas
presentes:
ESTADO
GASEOSO
Ley de Avogadro

Actividad Nro. 3
Seleccione la respuesta correcta.
1. Cuando se calienta un gas varia su:
a) Volumen b) masa c) Peso d) A y b son correctas
2. ¿Por qué los gases se difunden fácilmente?
a) Porque no están contenidos en un recipiente
b) Porque poseen alta fuerza de cohesión.
c) Porque no poseen fuerzas de cohesión
d) Porque no pueden ser comprimidos.
3. Si se aumenta la presión de un gas, es adecuado decir que:
a) Aumente su densidad b) Disminuya el volumen
c) Disminuya la densidad d) Aumente el volumen
4. Si se deja un balón de futbol bien inflado al sol durante varios días, sería
correcto afirmar que:
a) Se ponga más blando b) Se ponga más duro
c) No le pase nada al balón d) Falta información.
5. Un gas se comporta como ideal a las condiciones de:
a) T alta, P alta b) T alta, P baja c) T baja, P baja d) T baja, P alta
ESTADO GASEOSO

II. Resolver los siguientes problemas.
1. A presión de 17 atm, 25L de un gas a temperatura constante
experimenta un cambio ocupando un volumen de 15 L ¿Cuál
será la presión que ejerce?
2. Una cantidad de gas ocupa un volumen de 70 cm3 a una
presión de 0,78. ¿Qué volumen ocupará a una presión de 1,2
atm si la temperatura no cambia?
3. Se tienen 55 litros de un gas sometido a 4,4 atm y de pronto se
reduce esa presión a 2,4 atm, ¿Cuál será el volumen que ocupa
el gas?
4. Un globo estalla si el volumen en su interior supera los 5 L. Si
para una presión de 1,25 atm el volumen del globo es 3 litros,
¿a qué presión estallará el globo?
5. Calcula cuál será la presión de un recipiente que contiene un
gas a 17°C si sabemos que cuando la temperatura es de 45°C
su presión es de 2,25 atm.
ESTADO GASEOSO

6. La rueda de un coche contiene aire a una presión de 2,5 atm y la
temperatura es de 20°C. Después de un largo recorrido la temperatura
del aire asciende hasta 55°C. ¿Qué presión tendrá el aire de la rueda?
7. Un gas se encuentra a una presión de 2 atm y a una temperatura de
27°C. ¿Hasta que temperatura hemos de calentar el gas para que la
presión se triplique? El volumen del gas no cambia.
8. A 200 K la presión que ejerce un gas es de 0,5 atm, calcula la
presión que ejercerá a 25 °C
9. Un gas ocupa un volumen de 3.5 litros a una temperatura de 60K. Si
la presión permanece constante, ¿a qué temperatura el volumen seria
de 12 litros?
10. Si el volumen del aire de una habitación a 8°C es de 900 litros.
¿Cuánto aire escapara de la habitación si se calienta hasta 30°C?
11. Se encuentran 6 litros de un gas ideal a 24°C y presión constante.
¿Cuánto disminuye su temperatura para que su volumen sea de 4
litros?
ESTADO GASEOSO

12. Un gas que ocupaba un volumen de 1,5 litros se calienta de 298 K a
50 °C a presión constante. ¿Cuál es el nuevo volumen que ocupará?
13. En un proceso a temperatura constante tenemos 500 L de gas una
presión de 2 atm. a) Calcula el volumen de este gas si aumentamos la
presión hasta 5 atm, b) Calcula hasta qué valor debe disminuir la presión
para que el volumen se duplique
14. Se tiene un gas ideal en un recipiente de 700 cm3 a 0°C y calentamos
el gas a presión constante hasta 27°C. ¿Cuál será el nuevo volumen del
gas?
15. Un alpinista inhala 500 ml de aire a una temperatura de –10 °C
Suponiendo que la presión es constante ¿Qué volumen ocupará el aire en
sus pulmones si su temperatura corporal es de 37°C?
16. Se calienta aire en un cilindro de acero de volumen constante de 20
°C a 60°C. Si la presión inicial es de 3 atmósferas ¿Cual es su presión
final?
17. ¿Qué volumen ocupará una masa de gas a 150°C y 200 mm Hg,
sabiendo que a 50°C y 1 atmósfera ocupa un volumen de 6 litros?
ESTADO GASEOSO

Convertir 72 ˚F a ˚C y K.
ESTADO
GASEOSO
Ejemplo

UNIDAD EDUCATIVA
“LA PAZ – B”
QUÍMICA
LEY GENERAL DE
LOS GASES IDEALES
DOCENTE:
Prof. Franz Copa
LA PAZ – BOLIVIA
2021

Las leyes que hemos estudiado se
cumplen cuando se trabaja a bajas
presiones y temperaturas moderadas.
Tenemos que:
ESTADO
GASEOSO

Cuando estas leyes se combinan en una sola ecuación,
se obtiene la denominada ecuación general de los
gases ideales:
𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇
Donde, la nueva constante de proporcionalidad se
denomina R, constante universal de los gases ideales,
que tiene el mismo valor para todas las sustancias
gaseosas. El valor numérico de R dependerá de las
unidades en las que se trabajen las otras propiedades,
P, V, T y n.
𝑅 = 0,082
𝑙 𝑎𝑡𝑚
𝑚𝑜𝑙 𝐾
𝑅 = 8,314
𝐽
𝑚𝑜𝑙 𝐾
𝑅 = 1,987
𝑐𝑎𝑙
𝑚𝑜𝑙 𝐾
ESTADO
GASEOSO

ESTADO
GASEOSO
Densidad y masa molar de un gas ideal
La ecuación de los gases ideales permite
determinar la densidad, ρ, y la masa molar, M,
de un determinado gas ideal.
Según las definiciones de densidad, d, el
número de moles, n, y de la ecuación del gas
ideal tenemos:
𝜌 =
𝑚
𝑉
𝑛 =
𝑚
𝑀
𝑛
𝑉
=
𝑃
𝑅𝑇
De donde obtenemos:
densidad, 𝜌 =
𝑃𝑀
𝑅𝑇
masa molar, 𝑀 =
𝜌𝑅𝑇
𝑃

ESTADO
GASEOSO
1. Una bombona de aire de un buceador contiene 30 litros a
20°C y 15 atmósferas. Calcula el volumen de ese aire en
condiciones normales. (Resultado: V=419,28 litros)

ESTADO
GASEOSO
12. En una reacción química se liberan 0,7 moles de H2 en CN.
¿Qué volumen ocuparán? (Resultado: V= 55,67 litros)

ESTADO
GASEOSO
6. Tenemos una jeringuilla de 50 cm3 llena de gas a 1,0 atm. Si comprimimos el
émbolo a temperatura constante hasta que tenga un volumen de 10 cm3, ¿qué
presión alcanzará? (Resultado: ρ=5,0 atm)

El estudio de las mezclas gaseosas tiene tanta
importancia como el de los gases puros. Por ejemplo,
el aire seco es una mezcla de 78,1 % (en volumen) de
nitrógeno, N2; 20,9 % de oxígeno, O2; y 0,9 % de argón,
Ar; el 0,1 % restante es principalmente dióxido de
carbono, CO2. Las mezclas de gases son sumamente
importantes en la industria, por ejemplo, aquellas en
las que se requiere O2 o N2, usan directamente el aire.
ESTADO
GASEOSO
Mezcla de gases - Ley de Dalton

Presión parcial, P, es la presión que ejerce cada
gas dentro de una mezcla gaseosa.
Fracción molar, x, de cada componente en la
mezcla, es la fracción del número de moles de
un determinado componente respecto al
número total de moles de todos los
componentes de la mezcla.
Se cumple que:
𝑷𝑻 = 𝑷𝑨 + 𝑷𝑩 + 𝑷𝑪
𝒏𝑻 = 𝒏𝑨 + 𝒏𝑩 + 𝒏𝑪
ESTADO
GASEOSO
Mezcla de gases - Ley de Dalton

La presión total, P, de una mezcla de gases (que no
reacciona entre si) es igual a la suma de las
presiones parciales (𝑃𝑖), de los gases individuales
que participan.
La presión parcial (𝑃𝑖), se define como la presión
que ejercería cada gas i, si se encontrase sólo en el
mismo recipiente y a la mismas temperatura.
Si dividimos entre si las siguientes expresiones:
𝑃𝐴 = 𝑛𝐴
𝑅𝑇
𝑉
𝑃𝑇 =
𝑛𝑇𝑅𝑇
𝑉
Obtenemos la siguiente expresión:
𝑛𝐴
𝑛𝐵
=
𝑃𝐴
𝑃𝐵
= 𝑥𝐴
ESTADO
GASEOSO
LEY DE DALTON

Donde 𝑥𝐴 se denomina la fracción molar (que
también puede expresarse en términos de
presiones). Conocida la fracción molar del gas
A, se puede determinar su presión parcial:
𝑃𝐴 = 𝑥𝐴𝑃𝑇
Se debe tener en cuenta que se cumple:
𝑥𝐴 + 𝑥𝐵 + 𝑥𝐶 = 1
ESTADO
GASEOSO
LEY DE DALTON

El estudio del comportamiento de los gases está
basado en las leyes estudiadas previamente y se
explica mediante la teoría cinética molecular, la
cual fue enunciada por el físico alemán Rudolf
Clausius, que establece lo siguiente:
Los gases están formados por partículas muy
pequeñas llamadas moléculas. Las distancias
entre ellas son muy grandes, en comparación con
sus diámetros, de modo que se considera que las
moléculas poseen masa pero tienen volumen
despreciable.
ESTADO
GASEOSO
Teoría Cinética Molecular - Ley de Graham

Las moléculas de un gas se mueven constantemente,
en todas direcciones y al azar, además los choques o
colisiones son elásticos. No todas las moléculas se
mueven con la misma velocidad, las cuales son muy
altas. Por ejemplo, la velocidad media de una
molécula de hidrógeno, H2, a 25 °C es de 1768 m/s,
casi 6400 km/h. En consecuencia, poseen energía
cinética, 𝐸𝐶 =
1
2
𝑚𝑣2
Donde:
𝑚 es la masa de la molécula gaseosa
𝑣 es la velocidad promedio con la que se desplaza
ESTADO
GASEOSO

No existen fuerzas de atracción ni repulsión entre las
moléculas de un gas ideal, ni entre éstas y su recipiente.
Por lo tanto, cuando una molécula choca contra otra, la
energía se transfiere de una a otra pero la energía total
de todas las moléculas permanece sin cambio.
La energía cinética de las moléculas es proporcional a la
temperatura del gas, en grados Kelvin. Dos gases
cualesquiera a la misma temperatura, tendrán la misma
energía cinética.
Al aumentar la temperatura del gas, se incrementa la
velocidad de las moléculas, por lo tanto aumenta la
energía cinética, Ec, y se incrementa el número de
colisiones o de choques.
ESTADO
GASEOSO

La energía cinética total de un mol de un gas cualquiera es:
𝐸𝐶 =
3
2
𝑅𝑇
Donde: R es la constante de los gases ideales
T es la temperatura absoluta
La velocidad molecular promedio ó velocidad cuadrática
media es: 𝑣 =
3𝑅𝑇
𝑀
Donde: R es la constante de los gases ideales
T es la temperatura absoluta
M es la masa molar del gas
ESTADO
GASEOSO

Ley de Graham
A pesar de que las velocidades moleculares son muy elevadas,
el proceso de difusión o de efusión, requiere de cierto tiempo,
debido al elevado número de colisiones que experimentan las
moléculas en movimiento.
En 1829 Thomas Graham determinó que cuando P y T son
constantes, la velocidad de difusión de las sustancias gaseosas
es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de sus pesos
moleculares:
𝑣1
𝑣2
=
𝑀2
𝑀1
En otras palabras, bajo las mismas condiciones de P y T, las
moléculas de un gas ligero se desplazan con mayor rapidez que
las de un gas pesado.
ESTADO
GASEOSO

Actividad
I. Seleccione la respuesta correcta.
1. La suma de todas las fracciones molares de una mezcla de
gases es igual a:
a) 0 b) un número entre 0 y 1 c) 1 d)
cualquiera de las anteriores
2. La ecuación de van der Waals considera ajustes al gas real
para las condiciones de:
a) P y T b) T y V c) V y R d) P y V
3. Si la temperatura aumenta, la velocidad de las moléculas en
un gas:
a) es constante b) es proporcional a la R c) disminuye d)
aumenta
ESTADO
GASEOSO

I. Resolver los siguientes problemas.
1. Una bombona de aire de un buceador contiene 30 litros a
20°C y 15 atmósferas. Calcula el volumen de ese aire en
condiciones normales. (Resultado: V=419,28 litros)
2. En una botella metálica tenemos un gas a 15°C y una presión
de 7.5 atmósferas. Si la presión máxima que aguanta la botella
es de 12.5 atm, calcular cuál es la temperatura máxima a la que
se puede calentar el gas de su interior. (Resultado: T = 207°C)
3. Tenemos oxígeno encerrado en un matraz a 27°C y 3.25 atm.
¿Qué presión habrá en el matraz si lo calentamos hasta 320°C?
(Resultado: p =6.46 atmósferas)
4. Tenemos una botella de vidrio que hemos cerrado
herméticamente en lo alto de una montaña a 620 mmHg y 5°C.
¿Qué diferencia de presión tendrá si bajamos al nivel del mar (ρ
= 760 mmHg) y se calienta hasta del 30°C? (Resultado: Δp=85
mmHg)
ESTADO
GASEOSO

5. Tenemos un pistón móvil de 3 litros de capacidad a 25°C. Si lo
calentamos a presión constante y se expande hasta los 8 litros, ¿qué
temperatura se alcanzó? (Resultado: T= 794,7°C)
6. Tenemos una jeringuilla de 50 cm3 llena de gas a 1,0 atm. Si
comprimimos el émbolo a temperatura constante hasta que tenga un
volumen de 10 cm3, ¿qué presión alcanzará? (Resultado: ρ=5,0 atm)
7. Un buceador suelta una burbuja en un punto que está a 2,3 atm y 8°C
con un volumen de 1 litro. ¿Qué volumen tendrá la burbuja cerca de la
superficie, a 1 atm y 20°C) (Resultado: V = 2,4 litros)
8. Tenemos en un recipiente 42 g de un gas que ocupa 31.5 litros
medidos a 60°C y 1.3 atm. Calcula: a) La masa molecular del gas.
(Resultado: 28 g/mol) b) El volumen que ocuparía a 25 °C y 608 mmHg
(Resultado: 45,8 litros)
9. Tenemos en un recipiente 21,4 litros de un gas que a 40°C tiene una
presión de 1.8 atm. Calcula: a) Cuantos moles de gas hay. (Resultado: 1,5
moles) b) La masa molecular del gas si su masa es de 48 g (Resultado: 32
u.m.a.) c) Su densidad en condiciones normales. (Resultado: 1,42 g/l)
ESTADO
GASEOSO

10. Mediante una reacción producimos 83.3 g de Cl2O3 gaseoso.
Calcula: a) El volumen que ocuparía en condiciones normales (C.N.)
(Resultado: 15,67 litros) El volumen que ocuparía a 40 °C y 1.1 atm
(Resultado: 16,36 litros)
11. Tenemos 69 g de un gas que a 35°C y 1.2 atm ocupa 31.57 litros.
Calcula: a) La masa molecular del gas. (Resultado: 46 u.m.a.) b) El
volumen que ocuparía a 20 °C y 0.8 atm (Resultado: V= 45,05 litros)
12. En una reacción química se liberan 0,7 moles de H2 en CN. ¿Qué
volumen ocuparán? (Resultado: V= 55,67 litros)
13. Calcula la densidad del óxido de azufre (IV) a 20°C y 720 mmHg de
presión. (Resultado: d = 2.52 g/l
14. Una bombona de butano (C4H10) grande contiene 12 kg de gas.
Calcula el volumen de este gas a 1 atm y 25°C. (Resultado: V= 5055,8
litros)
15. Tenemos 5.47 g de un gas desconocido en un recipiente de 3 litros
a -10°C y vemos que la presión es de 1.25 atm. Calcular la masa
molecular del gas. (Resultado: 31,4 uma)
ESTADO
GASEOSO

16. Tenemos tres recipientes que contienen 1 litro de metano, 2 litros de
nitrógeno y 15 litros de oxígeno respectivamente, todos en estado gaseoso.
Responde razonadamente: a) ¿Cuál contiene mayor número de moléculas?
b) ¿Cuál contiene mayor número de átomos? c) ¿Cuál tiene mayor densidad)
17. En un recipiente de 12,0 litros tenemos O2 a una presión de 912 mmHg y
a 29°C. Calcula: a) El volumen que ocuparía en C.N. b) La masa de oxígeno
que hay en la muestra y su densidad. c) La cantidad de sustancia y el número
de moléculas que contiene. Masa atómica: O = 16,0 uma (Resultado: a) V =
13,0 litros, b) d = 1,55 g/l, c) 3,49 1023 moléculas)
18. En un recipiente de 25 litros introducimos 3,0 moles de amoniaco
gaseoso (NH3) y 4,5 moles de nitrógeno gaseoso (N2). Calcula la presión
parcial de cada uno y la presión total en condiciones normales. (Resultado:
pNH3=2,69 atm; pN2=4,03 atm; ptotal: 6,72 atm)
19. Tenemos una mezcla de 64 g de oxígeno y 84 g de nitrógeno que ocupa
75 litros a una temperatura de 30°C. Calcula: a) La presión parcial de cada
componente. (Resultado: pO2=0,662 atm; pN2= 1,0 atm) b) La presión total
que ejerce la mezcla. (Resultado: ptotal: 1,662 atm)
ESTADO
GASEOSO

20. En una reacción química se han liberado 2.2 moles de CO2 y 2.4 moles de
metano (CH4). a) ¿Qué volumen ocupará el CH4 en condiciones normales?
(Resultado: 53,73 litros) b) ¿Qué volumen ocupará el CO2 a 37°C y 1.7 atm?
(Resultado: 32,90 litros) c) ¿Cuál será la masa de cada uno? (Resultado:
mCO2= 96,8 g; mCH4= 38,4 g d) ¿Cuáles serán sus fracciones molares y sus
presiones parciales en C.N.? (Resultado: pCO2= 0,478 atm; pCH4= 0,522 atm)
21. En un recipiente de 2 litros y a 25 °C, introducimos 0.03 moles de oxígeno
y 0.07 moles de nitrógeno. Calcula la presión parcial de cada uno y la presión
total del recipiente. (Resultado: poxígeno: 0.366 atm pnitrógeno: 0.855 atm
ptotal=1.22 atm)
22. El aire está formado aproximadamente por un 21% de O2 y un 79% N2 en
volumen. Por tanto, las fracciones molares de oxígeno y nitrógeno en el aire
son Xoxígeno=0.21 y Xnitrógeno=0.79. Calcula las presiones parciales de ambos en
condiciones normales. (Resultado: poxígeno: 0.21 atm pnitrógeno: 0.79 atm)
23. En un recipiente con un volumen constante de 12 litros, introducimos
12,8 g de O2, 5,6 g de N2 y 17,6 g de CO2. Si el recipiente está a 20°C, calcula:
a) La fracción molar de cada componente. b) La presión total en el recipiente
y la presión parcial de cada componente.
ESTADO
GASEOSO

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