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CARACTERÍSTICAS DE LOS GASES
El estado gaseoso tiene energía relativamente elevada, está en rápido y
continuo movimiento, en total desorden, tendiéndose a expandir, hasta ocupar el
volumen total del recipiente y adoptando su forma; también se comprime con
relativa facilidad y las interacciones entre sus partículas son mínimas, a
continuación se describen las propiedades de los gases:
Materia: Temas Selectos de Química I
Semestre: 5°
Docente: QFB. Marcela Rodríguez Sánchez
Teléfono: 967-134-9904
Periodo: 21 de Septiembre al 16 de Octubre
Bloques: I
Bloque I. Aplicas las leyes de los gases.
Actividad de aprendizaje 1 De lo que sabes…
En esta actividad identificaras las características de los gases y aplicaras las leyes
generales de los gases al conocer el comportamiento de las variables que los rigen y
las relaciones que existen con situaciones hipotéticas o reales en tu vida cotidiana.
Instrucciones. En algún momento has visto como un gas se mueve, por ejemplo la
neblina o el humo de una fogata, responde las siguientes preguntas a partir de este
fenómeno:
a. ¿Por qué se mueve un gas?
b. ¿Es posible almacenar este gas?
c. ¿Cómo podrías almacenar este gas?
d. ¿Cuáles crees que sean los parámetros que afectan el comportamiento de un
gas?
e. ¿Cuáles crees que sean las leyes que rigen este comportamiento?
Fecha de entrega: 25 de septiembre de 2020.
Valor de la actividad: 20%
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La Difusión es un proceso irreversible que se produce
cuando una masa gaseosa tiende a ocupar todo el
volumen que dispone invadiendo un medio en que
inicialmente estaba ausente.
Los gases pueden mezclarse libremente, como sucede
con el gas doméstico al cual se le agrega un gas de olor
desagradable, el etanotiol, para poder detectar
fácilmente escapes o fugas y evitar accidentes.
La Efusión ocurre cuando un gas a presión escapa de
un recipiente por medio de una abertura. El fenómeno
de efusión está relacionado con la energía cinética de
las moléculas. Gracias a su movimiento constante, las
partículas de una sustancia se distribuyen
uniformemente en el espacio libre. Las sustancias se
efunden de una región de mayor concentración a una región de menor concentración.
La Compresión de un gas comprende una disminución de
su volumen porque; sus moléculas se acercan entre sí,
debido a la presión aplicada; por ejemplo, cuando presionas
el émbolo de una jeringa, mientras tienes tapada su salida.
La compresibilidad es una característica que es
aprovechada en equipos que funcionan con gases
comprimidos, como las herramientas neumáticas, pistolas
de pintura, motores de combustión interna, etc.
La Expansión se presenta cuando se calienta un gas, lo que va a provocar
un aumento de la velocidad promedio de sus partículas, que se mueven en
un espacio mayor dando como resultado que todo el gas aumente su
volumen.
Las latas de aerosol, las llantas de los carros y las bolsas de aire para evitar
lesiones en los choques, son ejemplos de aplicación de la expansión de los
gases.
La Densidad de una sustancia comprende la relación entre la
masa o cantidad de materia contenida en un cuerpo y su
extensión o volumen.
La densidad de la mayor parte de las sustancias disminuye con
el incremento de la temperatura.
Todas estas propiedades han facilitado el establecer una serie de generalizaciones
empíricas conocidas como las Leyes de los Gases.
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Actividad de aprendizaje 2: Características de los gases y las leyes que lo rigen.
Escalas termométricas, volumétricas y de presión.
Existen diferentes medidas para la temperatura se utilizan °Kelvin, para el volumen el
metro cubico (m3) y para la presión el Pascal, en la siguiente actividad realizaras
conversiones de esas escalas, para que comprendas mejor el comportamiento de los
gases en diferentes situaciones.
Instrucciones:
2.1 Lee el texto “factores que modifican las propiedades de los gases (temperatura,
volumen y presión)” y posteriormente realiza los siguientes ejercicios:
a. Un recipiente que contiene Argón especifica que posee 60 pulgadas cubicas en
el recipiente ¿a cuánto equivale en litros?
b. La presión atmosférica en la ciudad de México es de 585 mm de Hg. Calcula la
misma presión en unidades de atmosfera y lb/in2.
c. Una pipa transporta 50000 litros de gas lp, el cual se ocupará para llenar
tanques de 1.059 pies cúbicos. ¿Cuántos tanques se pueden llenar?
d. Un químico utiliza el alcohol etílico para realizar una destilación, si el envase
que contiene este líquido indica que este hierve a 78.5°C y su termómetro solo
presenta las escalas de °K, °F y °R, ¿a qué temperatura equivalen los 78.5°C
en estas unidades?
2.2 Realiza un mapa conceptual o cuadro sinóptico de los factores que afectan el
comportamiento de los gases y cuáles son las unidades en el SI que se utilizan.
Fecha de entrega: 2 de Octubre de 2020.
Valor de la actividad: 40%
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FACTORES QUE MODIFICAN LAS PROPIEDADES DE LOS GASES (TEMPERATURA,
VOLUMEN Y PRESIÓN)
Los factores que modifican las propiedades de los gases son la Temperatura, presión y
volumen. De acuerdo a la teoría cinética, la temperatura es la medida de energía cinética
de átomos y moléculas en un sistema. Como la energía cinética depende de la velocidad,
la temperatura se relaciona con las velocidades medias de las moléculas del gas, y llega a
aumentar o disminuir de acuerdo a la cantidad de energía calorífica que contenga un
cuerpo, lo cual se refleja en la variación de la temperatura.
Temperatura
La temperatura es una magnitud que se relaciona con lo caliente o frio de un objeto, es
decir es una magnitud escalar y corresponde a la cantidad de energía interna que posee
un cuerpo. Las unidades de temperatura que se utilizan son los grados Kelvin, °K.
Volumen
El volumen lo definimos como la cantidad de espacio que ocupa la materia, siendo
sus unidades básicas las de las longitudes al cubo de cualquier sistema de
medición; para el SI se utiliza el metro cúbico (m3
).
Presión
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La presión es la fuerza que ejerce un cuerpo sobre otro por unidad de área,
Torricelli mediante un experimento con una columna de vidrio llena de mercurio,
determino que a nivel del mar la columna de mercurio es de 760 mm de Hg y a
mayor altura sobre el nivel del mar esta columna ira disminuyendo. La fuerza de
presión se debe a las colisiones de las moléculas
del gas sobre las paredes del recipiente. Para
medir la presión se pueden utilizar dos tipos de
instrumentos: el manómetro y el barómetro.
Existen diversas unidades para medir la presión;
sin embargo, se utiliza el Pascal (Pa) como la
unidad en el SI.
1 pascal (Pa)= 1 N/m2
1 atmosfera (atm)= 101.33kPa=760 mm de Hg= 760 torr= 14.7 lb/in2
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Actividad de aprendizaje 3: Leyes de los gases.
En algún momento has visto como un globo, cuando hace mucho calor se encuentra
perfectamente lleno; pero cuando hace frio reduce su volumen, o al agitar un tanque
de gas que supuestamente está vacío, se logra hacer que fluya un poco de gas, otra
posible observación es cuando un balón de futbol se desinfla cuando viajas desde un
lugar alto a otro cuya altura sobre el nivel del mar es más baja, bueno las
explicaciones a este fenómeno se deben al comportamiento que tienen los gases.
Instrucciones:
Lee el texto “Leyes de los gases” que está en la parte de abajo y resuelve los
siguientes ejercicios:
a. El gas Helio ocupa un volumen de 2.6 litros cuando se encuentra a 22°C y 1
atm. Al enfriarse el gas con Nitrógeno líquido sus condiciones cambian a
-197°C. ¿Qué volumen ocupa ahora el helio?
b. Se tienen 3 moles de oxígeno a una presión de 18 litros y una temperatura de
38°C. Determinar su presión.
c. Un gas tiene un volumen de 400 ml a 750 torr, determina su volumen a 900
torr. Si la temperatura permanece constante.
d. Si tienes un globo ¿cómo podrías alterar la presión de su interior?
e. El olor de un perfume lo percibimos debido a una propiedad de los gases, la
cual es:
f. ¿Cómo se relacionan las leyes de los gases de Boyle-Mariotte, Gay-Lussac y
Charles?
g. En la ciudad de México un grave problema es la emisión de gases producto de
la combustión de combustibles fósiles. Es por ello que se recogió una muestra
de CO2 de 20 litros a una temperatura de 23°C y 1 atm de presión. ¿cuál
podría ser el volumen de CO2 si al día siguiente existe una temperatura de
23°C y una presión atmosférica de 0.830 atm?
h. Se coloca 160 gramos de oxígeno a 27°C en un recipiente con capacidad de 5
litros. Considerando que el oxígeno se comporta como un gas perfecto. ¿Cuál
es el valor de la presión ejercida por la sustancia?
Fecha de entrega: 9 de Octubre de 2020.
Valor de la actividad: 40%
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LEYES DE LOS GASES
Ley de Boyle – Mariotte
El comportamiento de un gas va depender siempre de la relación que existan entre tres
factores muy importantes, que son: el volumen, la presión y la temperatura. No
obstante, estas relaciones fueron experimentadas por los científicos Boyle y Mariotte, de
tal forma que dicho principio se generaliza como:
Si la temperatura permanece constante, el volumen de una masa gaseosa es
inversamente proporcional a la presión que se le aplica.
Es muy probable que al leer el enunciado citado arriba, no lo entiendas del todo, y te doy
la razón, está confuso en principio, pero aquí te diré que nos quiere dar a entender.
Vamos a establecer matemáticamente el enunciado.
Despejando, de tal forma que nos quede la unidad en el miembro derecho, tendremos
algo así.
Introduciendo la constante de proporcionalidad, nos queda que:
Ahora, si queremos ver los cambios que experimentará un gas, comúnmente se hace en
un estado inicial y final, por lo que la expresión matemática o fórmula de Boyle
Mariotte queda de la siguiente forma.
Dónde
Presión inicial
Volumen Inicial
Presión Final
Volumen Final
.
Fórmula de la Ley de Boyle – Mariotte
En pocas palabras la Ley de Boyle- Mariotte
nos quiere dar a entender que si la presión
aumenta, el volumen disminuye, y si la
presión disminuye el volumen aumenta
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En resumen, para la resolución de problemas de este tipo de ley, usaremos la fórmula:
Ejemplos
Problema 1.- 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?
Solución:
Lo primero que vamos analizar para la resolución del problema, son nuestros datos, saber
que tenemos y que nos hace falta.
4.2 litros
760 mm de Hg.
415 mm de Hg.
?
Por lo que podemos observar el problema nos pide el volumen final es decir V2=? , vamos
a utilizar la fórmula de Boyle-Mariotte e iniciaremos a despejar la variable que
necesitamos para poder iniciar a resolver el problema.
Despejando >>
Sustituyendo nuestros datos.
Por lo que nuestro volumen final es de litros.
Con esto podemos concluir que mientras la presión bajó el volumen aumentó.
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Problema 2.- 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?
Solución:
Al igual que el problema anterior lo que necesitamos es conocer nuestros datos, sin los
datos no podemos hacer absolutamente nada, ahora hagamos de nuevo un listado de
nuestros datos.
1.5 litros
2.5 atm.
?
3 l
Observamos que lo que nos falta es la presión final, por lo que vamos a despejar de la
fórmula.
Despejando >>
Sustituyendo nuestros datos.
Tenemos que 1.25 atm. es la presión final de lo que nos pide nuestro problema, sin
embargo el mismo problema dice que tenemos que convertir las unidades de presión, en
este caso atmósferas a mm de Hg para ello haremos una regla de tres.
Si 1 atm equivale a 760 mm de Hg, 1.25 atm ¿a cuántos mm de Hg equivaldría?
1 atm ———– 760 mm de Hg
1.25 atm ———— x mm de Hg
por lo que 950 mm de Hg es la presión final obtenida en un recipiente de 3 litros.
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Ley de Charles
Si bien la Ley de Charles es una ley que nos indica la relación que existe entre el volumen
y la temperatura, (tomar en cuenta esto), nos da a conocer un simple y sencillo
razonamiento, que nos parecerá obvio.
Si nosotros ponemos un recipiente con gas en una estufa, y a ese recipiente lo
sometemos a cierta temperatura, ¿Qué pasará con el recipiente con gas?, ¿Sufrirá algún
cambio?, pues bien, para darle respuesta a esto es muy importante saber que la Ley de
Charles, nos dice lo siguiente:
Al someter cierta masa de gas a presión constante y la temperatura en aumento, el
volumen aumentará, y al disminuir la temperatura, también el volumen disminuirá.
Lo he colocado así, para que se entienda lo que el autor intenta explicar, ahora
intentemos enfocarnos en la fórmula.
Si la presión es constante entonces de la ley general en estado gaseoso tendrá el
siguiente cambio:
Dónde:
T1 = Temperatura inicial
T2 = Temperatura final
V1 = Volumen inicial
V2 = Volumen final
¡Muy importante! La temperatura la vamos a medir en grados Kelvin
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Fórmula de la Ley de Charles
En resumen, la fórmula que utilizaremos para resolver problemas de la ley de Charles,
será entonces:
El volumen puede estar expresado en centímetros cúbicos, metros cúbicos e incluso
litros. Depende del autor del problema. A diferencia de la temperatura que siempre debe
ser expresada de forma absoluta, es decir en grados Kelvin.
EJEMPLO:
Problema .- Se tiene un gas a una presión constante de 560 mm de Hg, el gas ocupa un
volumen de 23 cm³ a una temperatura que está en 69°C . ¿Qué volumen ocupará el gas a
una temperatura de 13°C?
Análisis: Si nos dice, que es un gas sometido a presión constante, entonces estamos
hablando de la Ley de Charles, para esa ley necesitamos dos cosas fundamentales, que
serán nuestros datos, que son temperaturas y volúmenes.
Datos:
V1: El volumen inicial nos dice que son de
T1: La temperatura inicial es de 69°C
T2: La temperatura final es de 13°C
Solución:
Para dar inicio a este problema, nos damos cuenta que lo que nos hace falta es el
volumen final, o V2, para poder llegar a ello, solamente tenemos que despejar de la
fórmula original y ver lo que obtenemos:
Los problemas de Charles se trabajan en escala absoluta, es decir la temperatura
debe estar en grados Kelvin, para ello no es gran ciencia, solo debemos sumar 273 a las
temperaturas que tenemos en grados Celcius también conocido como
centígrados, quedando de la siguiente forma:
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Ahora solo nos queda reemplazar en la fórmula de la ley de charles, quedando lo
siguiente:
Ahora podemos analizar, que mientras la temperatura baje, el volumen disminuirá.
Ley de Gay-Lussac
En la ley de Gay-Lussac es el volumen quien permanece constante. Aquí
entenderemos porque la presión y temperatura van muy de la mano y son totalmente
proporcionales, es decir, supongamos que acabas de comprar un aerosol, si sometemos
ese aerosol a cierta temperatura de tal manera que aumente, la presión también
aumentará, a esta relación se le llama proporcionalidad.
Notables científicos, físicos y químicos dedicaron parte de su tiempo para poder entender
mejor esta ley, pero fue Gay-Lussac un físico-químico de origen Francés, que estudió a
fondo el comportamiento de los gases respecto a la relación entre la presión y la
temperatura, su ley estable lo siguiente.
la Ley de Gay-Lussac dice:
Si el volumen de una masa gaseosa permanece constante, la presión es
directamente proporcional a su temperatura absoluta.
Como dijimos texto atrás, la proporcionalidad que existe en esta ley es sobre la presión y
la temperatura, matemáticamente colocaremos esto como:
Ahora introduzcamos una constante de proporcionalidad esto da paso a que se vea de la
siguiente forma, es como un despeje simple.
Ahora al tratarse de una igualdad, podemos considerar las condiciones inicial y final,
quedando la ecuación o fórmula matemática de la Ley de Gay-Lussac de la siguiente
forma:
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dónde:
Presión Inicial
Temperatura Inicial
Presión Final
Temperatura Final
EJEMPLO:
Problema. Un gas, a una temperatura de 35°C y una presión de 440 mm de Hg, se
calienta hasta que su presión sea de 760 mm de Hg. Si el volumen permanece constante,
¿Cuál es la temperatura final del gas en °C?
Solución: Si leemos detalladamente el problema nos podremos dar cuenta que las
condiciones iniciales de temperatura y presión nos las dan como datos, al igual que la
presión final, pero el único dato que no nos dan es la temperatura final, y la cual nos piden
en °C.
Vamos a colocar nuestros datos:
440 mm de Hg.
35°C + 273 = 308 °K
760 mm de Hg.
?
He sumado a 35° la cantidad de 273, para poder hacer la conversión a grados Kelvin. Es
muy importante que lo conviertan sino no dará el resultado que esperamos.
Ahora, usamos la fórmula para esta ley, la cual colocaré de nuevo.
Despejando a
Nos queda
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Ahora sustituimos nuestros datos.
Pero nos piden el resultado en °C, por lo que restaremos 273 a la cantidad resultante en
grados Kelvin.
Como podemos observar en las condiciones iniciales del problema, la temperatura
aumentó y como resultado también la presión,
Ley general del estado gaseoso
La ecuación general del estado gaseoso es una combinación de las ecuaciones antes
mencionadas, donde nuevamente las variables a encontrar son la presión, temperatura o
volumen del gas, cuando se tiene un cambio entre dos variables.
La expresión matemática, o fórmula de la ecuación general del estado gaseoso, es la
siguiente:
Dónde:
= Presión Inicial
= Volumen Inicial
= Temperatura Inicial
= Presión Final
= Volumen Final
= Temperatura Final
¡Recordar!, las temperaturas se manejan en escalas absolutas, es decir en °K
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Cuando resuelva problemas, y lea el enunciado decir que un gas está a condiciones
normales, quiere decir que el gas se considera a 0°C es decir a 273K, y a una presión de
una atmósfera igual a 760 mm de Hg.
EJEMPLO:
Problema 1.- Un volumen de 450 ml de oxígeno fue tomado o colectado a 30°C y 480
mm de Hg. ¿Qué volumen ocupará el oxígeno al variar la temperatura a 45°C y una
presión de 650 mm de Hg?
Solución:
Puede sonar confuso si no entendemos el problema, pero no es difícil si vamos
considerando los datos que el mismo problema nos arroja. Cómo podrás darte
cuenta hay un volumen inicial de la toma del oxígeno, así como una presión y temperatura
y al final, nos preguntan sobre el volumen, es decir nuestra incógnita y a la vez dándonos
dos datos más, la temperatura y presión final, por lo que ahora tomaremos esos datos:
DATOS:
= 480 mm de Hg
= 450 ml
= 30° + 273 = 303 K
= 650 mm de Hg
= 45°C + 273 = 318 K
= ???
Según nuestra fórmula:
Despejaríamos la variable de la ecuación.
Por lo que si sustituimos, tendremos que:
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Problema 2.- Un gas ocupa un volumen de 300 ml a 35°C y 760 mm de Hg. Se comprime
dentro de un recipiente de 100 ml de capacidad a una presión de 1.5 atm. ¿Cuál es la
temperatura final del gas en °C?
Solución:
Para este caso, haremos lo mismo que en el primer ejercicio, y es que es mejor empezar
a analizar nuestros datos para así poder entrarle al problema, así que iniciemos.
= 1 atm
= 300 ml
= 35° + 273 = 308 K
= 1.5 atm
= 100 ml
= ?
Ahora proseguimos a usar nuestra formula de la ley general del estado gaseoso
Despejando la variable
Sustituimos nuestros datos
Pero OJO! aquí no ha terminado el problema, ya que nos pide el valor de la temperatura
final pero expresada en grados celcius -> °C
Por lo que la temperatura final, disminuye drásticamente a una cantidad mínima, lo que
sería una escala muy pero muy baja.
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¿Qué es un gas ideal?
Para poder comprender completamente el tema del gas ideal o gas perfecto, debemos
prestar atención a lo siguiente, un gas ideal o perfecto realmente no existe, es un gas
hipotético cuyo compartimiento de las variables de presión, volumen y temperatura se
pueden describir completamente por la ecuación del gas ideal. Dicha ecuación especifica
la relación entre las cantidades de P, V, T y n.
Las moléculas que componen a un gas ideal no se suelen atraer o repeler entre si, y su
volumen es despreciable en comparación con el volumen del recipiente que lo contiene.
Aunque en nuestra naturaleza no exista el caso de un gas ideal, las diferencias entre el
comportamiento de un gas real en márgenes de temperatura y presión no alteran
sustancialmente los cálculos, por lo que podemos hacer uso de la ecuación con toda la
seguridad, para resolver diversos ejercicios de gases.
Constante Universal de los Gases
En nuestro estudio de las leyes de los gases, hemos visto la relación de la temperatura,
presión y volumen. Tal como se muestra en la siguiente fórmula de la ley general de los
gases:
Podríamos decir que la igualdad es igual a una constante en general, que la vamos a
llamar “K”.
Si movemos a “T” para que pase a multiplicar a “K”, la ecuación quedaría:
El valor de “K” lo vamos a relacionar en función del número de moles (n) de cualquier gas,
esto tiene por ecuación la siguiente fórmula:
Si sustituimos la K = nR en la ecuación que tenemos de Presión por Volumen, vamos a
dar con la siguiente fórmula:
Dónde:
P = Presión absoluta a la que se encuentra el gas
V = Volumen ocupado por el gas
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n = Número de moles del gas que se calcula dividiendo su masa entre su peso molecular:
R = Es la constante universal de los gases y su valor depende de las unidades usadas
para su cálculo.
La ecuación de la ley de los gases ideales es una de las ecuaciones más utilizadas en
fisicoquímica, pues nos permite realizar varios cálculos conociendo el valor de R, ya que
establece una relación entre la presión, el volumen, la temperatura y número de moles de
un gas
Ecuación de la ley de los gases ideales
En conclusión, la fórmula que vamos a emplear para la ley de los gases ideales o gases
perfectos es la siguiente:
¿Cómo se obtiene R de la ley de los gases ideales?
Para que podamos calcular el valor de R , tenemos que considerar que un mol de
cualquier gas ideal y en condiciones normales de temperatura y presión, es decir a una
atmósfera y 273 K, ocupa un volumen de 22.413 litros.
Por lo tanto, al despejar R de la ecuación anterior, tenemos:
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Qué también es equivalente a:
R = 8.32 J/mol K
Ejemplos:
Problema 1.- Una masa de hidrógeno gaseoso ocupa un volumen de 230 litros en un
tanque a una presión de 1.5 atmósferas y a una temperatura de 35°C. Calcular, a)
¿Cuántos moles de hidrógeno se tienen?, b) ¿ A qué masa equivale el número de moles
contenidos en el tanque?
Solución:
Si leemos el problema nuevamente, vemos que nos proporcionan datos como el volumen,
la presión y la temperatura. Y nos pide calcular los moles de hidrógeno, es decir el valor
de “n”, después nos pide convertir esa cantidad de moles a unidades de masa, por lo que
el problema es muy sencillo. Recordemos la fórmula:
Datos:
Nota: Observe que hemos convertido los grados celcius a la escala absoluta de Kelvin,
sumando 273
a) Obtener los números de moles de la masa de hidrógeno gaseoso
Veamos la ecuación de la ley de los gases ideales, de la fórmula:
Despejamos a “n”, y tenemos:
Ahora si podemos sustituir nuestros datos
Por lo que la cantidad de número de moles es de 13.64 moles
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b) Convertir en masa el número de moles
Al ser hidrógeno gaseoso nos referimos a que su peso atómico o masa molar es una
molécula diatómica, compuesta por dos átomos de hidrógeno
Y que su peso molecular (PM) es igual a 2 g/mol (porque es diatómica), entonces
tenemos:
Es decir que tenemos una masa de 27.28 gramos
Problema 2.- El hexafluoruro de azufre (SF6) es un gas incoloro e inodoro muy poco
reactivo. Calcule la presión (en atm) ejercida por 2.35 moles del gas en un recipiente de
acero de 5.92 litros de volumen a 71.5°C.
Solución:
El problema es muy sencillo nuevamente de resolver, si volvemos a leer nos damos
cuenta que tenemos los datos del número de moles de la sustancia, un volumen y una
temperatura. También sabemos el valor de nuestra constante de gases ideales. Ahora es
momento de colocar nuestros datos:
Datos:
a) Obteniendo la presión ejercida por el gas
De nuestra ecuación de los gases ideales
Despejamos a la presión:
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Sustituimos nuestros datos en la fórmula:
Por lo que la presión es de 11.23 atmósferas

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Características de los gases y las leyes que los rigen

  • 1. TELEBACHILLERATO NÚM. 100 “CARLOS OLMOS” CCT. 07ETH0100U CARACTERÍSTICAS DE LOS GASES El estado gaseoso tiene energía relativamente elevada, está en rápido y continuo movimiento, en total desorden, tendiéndose a expandir, hasta ocupar el volumen total del recipiente y adoptando su forma; también se comprime con relativa facilidad y las interacciones entre sus partículas son mínimas, a continuación se describen las propiedades de los gases: Materia: Temas Selectos de Química I Semestre: 5° Docente: QFB. Marcela Rodríguez Sánchez Teléfono: 967-134-9904 Periodo: 21 de Septiembre al 16 de Octubre Bloques: I Bloque I. Aplicas las leyes de los gases. Actividad de aprendizaje 1 De lo que sabes… En esta actividad identificaras las características de los gases y aplicaras las leyes generales de los gases al conocer el comportamiento de las variables que los rigen y las relaciones que existen con situaciones hipotéticas o reales en tu vida cotidiana. Instrucciones. En algún momento has visto como un gas se mueve, por ejemplo la neblina o el humo de una fogata, responde las siguientes preguntas a partir de este fenómeno: a. ¿Por qué se mueve un gas? b. ¿Es posible almacenar este gas? c. ¿Cómo podrías almacenar este gas? d. ¿Cuáles crees que sean los parámetros que afectan el comportamiento de un gas? e. ¿Cuáles crees que sean las leyes que rigen este comportamiento? Fecha de entrega: 25 de septiembre de 2020. Valor de la actividad: 20%
  • 2. TELEBACHILLERATO NÚM. 100 “CARLOS OLMOS” CCT. 07ETH0100U La Difusión es un proceso irreversible que se produce cuando una masa gaseosa tiende a ocupar todo el volumen que dispone invadiendo un medio en que inicialmente estaba ausente. Los gases pueden mezclarse libremente, como sucede con el gas doméstico al cual se le agrega un gas de olor desagradable, el etanotiol, para poder detectar fácilmente escapes o fugas y evitar accidentes. La Efusión ocurre cuando un gas a presión escapa de un recipiente por medio de una abertura. El fenómeno de efusión está relacionado con la energía cinética de las moléculas. Gracias a su movimiento constante, las partículas de una sustancia se distribuyen uniformemente en el espacio libre. Las sustancias se efunden de una región de mayor concentración a una región de menor concentración. La Compresión de un gas comprende una disminución de su volumen porque; sus moléculas se acercan entre sí, debido a la presión aplicada; por ejemplo, cuando presionas el émbolo de una jeringa, mientras tienes tapada su salida. La compresibilidad es una característica que es aprovechada en equipos que funcionan con gases comprimidos, como las herramientas neumáticas, pistolas de pintura, motores de combustión interna, etc. La Expansión se presenta cuando se calienta un gas, lo que va a provocar un aumento de la velocidad promedio de sus partículas, que se mueven en un espacio mayor dando como resultado que todo el gas aumente su volumen. Las latas de aerosol, las llantas de los carros y las bolsas de aire para evitar lesiones en los choques, son ejemplos de aplicación de la expansión de los gases. La Densidad de una sustancia comprende la relación entre la masa o cantidad de materia contenida en un cuerpo y su extensión o volumen. La densidad de la mayor parte de las sustancias disminuye con el incremento de la temperatura. Todas estas propiedades han facilitado el establecer una serie de generalizaciones empíricas conocidas como las Leyes de los Gases.
  • 3. TELEBACHILLERATO NÚM. 100 “CARLOS OLMOS” CCT. 07ETH0100U Actividad de aprendizaje 2: Características de los gases y las leyes que lo rigen. Escalas termométricas, volumétricas y de presión. Existen diferentes medidas para la temperatura se utilizan °Kelvin, para el volumen el metro cubico (m3) y para la presión el Pascal, en la siguiente actividad realizaras conversiones de esas escalas, para que comprendas mejor el comportamiento de los gases en diferentes situaciones. Instrucciones: 2.1 Lee el texto “factores que modifican las propiedades de los gases (temperatura, volumen y presión)” y posteriormente realiza los siguientes ejercicios: a. Un recipiente que contiene Argón especifica que posee 60 pulgadas cubicas en el recipiente ¿a cuánto equivale en litros? b. La presión atmosférica en la ciudad de México es de 585 mm de Hg. Calcula la misma presión en unidades de atmosfera y lb/in2. c. Una pipa transporta 50000 litros de gas lp, el cual se ocupará para llenar tanques de 1.059 pies cúbicos. ¿Cuántos tanques se pueden llenar? d. Un químico utiliza el alcohol etílico para realizar una destilación, si el envase que contiene este líquido indica que este hierve a 78.5°C y su termómetro solo presenta las escalas de °K, °F y °R, ¿a qué temperatura equivalen los 78.5°C en estas unidades? 2.2 Realiza un mapa conceptual o cuadro sinóptico de los factores que afectan el comportamiento de los gases y cuáles son las unidades en el SI que se utilizan. Fecha de entrega: 2 de Octubre de 2020. Valor de la actividad: 40%
  • 4. TELEBACHILLERATO NÚM. 100 “CARLOS OLMOS” CCT. 07ETH0100U FACTORES QUE MODIFICAN LAS PROPIEDADES DE LOS GASES (TEMPERATURA, VOLUMEN Y PRESIÓN) Los factores que modifican las propiedades de los gases son la Temperatura, presión y volumen. De acuerdo a la teoría cinética, la temperatura es la medida de energía cinética de átomos y moléculas en un sistema. Como la energía cinética depende de la velocidad, la temperatura se relaciona con las velocidades medias de las moléculas del gas, y llega a aumentar o disminuir de acuerdo a la cantidad de energía calorífica que contenga un cuerpo, lo cual se refleja en la variación de la temperatura. Temperatura La temperatura es una magnitud que se relaciona con lo caliente o frio de un objeto, es decir es una magnitud escalar y corresponde a la cantidad de energía interna que posee un cuerpo. Las unidades de temperatura que se utilizan son los grados Kelvin, °K. Volumen El volumen lo definimos como la cantidad de espacio que ocupa la materia, siendo sus unidades básicas las de las longitudes al cubo de cualquier sistema de medición; para el SI se utiliza el metro cúbico (m3 ). Presión
  • 5. TELEBACHILLERATO NÚM. 100 “CARLOS OLMOS” CCT. 07ETH0100U La presión es la fuerza que ejerce un cuerpo sobre otro por unidad de área, Torricelli mediante un experimento con una columna de vidrio llena de mercurio, determino que a nivel del mar la columna de mercurio es de 760 mm de Hg y a mayor altura sobre el nivel del mar esta columna ira disminuyendo. La fuerza de presión se debe a las colisiones de las moléculas del gas sobre las paredes del recipiente. Para medir la presión se pueden utilizar dos tipos de instrumentos: el manómetro y el barómetro. Existen diversas unidades para medir la presión; sin embargo, se utiliza el Pascal (Pa) como la unidad en el SI. 1 pascal (Pa)= 1 N/m2 1 atmosfera (atm)= 101.33kPa=760 mm de Hg= 760 torr= 14.7 lb/in2
  • 6. TELEBACHILLERATO NÚM. 100 “CARLOS OLMOS” CCT. 07ETH0100U Actividad de aprendizaje 3: Leyes de los gases. En algún momento has visto como un globo, cuando hace mucho calor se encuentra perfectamente lleno; pero cuando hace frio reduce su volumen, o al agitar un tanque de gas que supuestamente está vacío, se logra hacer que fluya un poco de gas, otra posible observación es cuando un balón de futbol se desinfla cuando viajas desde un lugar alto a otro cuya altura sobre el nivel del mar es más baja, bueno las explicaciones a este fenómeno se deben al comportamiento que tienen los gases. Instrucciones: Lee el texto “Leyes de los gases” que está en la parte de abajo y resuelve los siguientes ejercicios: a. El gas Helio ocupa un volumen de 2.6 litros cuando se encuentra a 22°C y 1 atm. Al enfriarse el gas con Nitrógeno líquido sus condiciones cambian a -197°C. ¿Qué volumen ocupa ahora el helio? b. Se tienen 3 moles de oxígeno a una presión de 18 litros y una temperatura de 38°C. Determinar su presión. c. Un gas tiene un volumen de 400 ml a 750 torr, determina su volumen a 900 torr. Si la temperatura permanece constante. d. Si tienes un globo ¿cómo podrías alterar la presión de su interior? e. El olor de un perfume lo percibimos debido a una propiedad de los gases, la cual es: f. ¿Cómo se relacionan las leyes de los gases de Boyle-Mariotte, Gay-Lussac y Charles? g. En la ciudad de México un grave problema es la emisión de gases producto de la combustión de combustibles fósiles. Es por ello que se recogió una muestra de CO2 de 20 litros a una temperatura de 23°C y 1 atm de presión. ¿cuál podría ser el volumen de CO2 si al día siguiente existe una temperatura de 23°C y una presión atmosférica de 0.830 atm? h. Se coloca 160 gramos de oxígeno a 27°C en un recipiente con capacidad de 5 litros. Considerando que el oxígeno se comporta como un gas perfecto. ¿Cuál es el valor de la presión ejercida por la sustancia? Fecha de entrega: 9 de Octubre de 2020. Valor de la actividad: 40%
  • 7. TELEBACHILLERATO NÚM. 100 “CARLOS OLMOS” CCT. 07ETH0100U LEYES DE LOS GASES Ley de Boyle – Mariotte El comportamiento de un gas va depender siempre de la relación que existan entre tres factores muy importantes, que son: el volumen, la presión y la temperatura. No obstante, estas relaciones fueron experimentadas por los científicos Boyle y Mariotte, de tal forma que dicho principio se generaliza como: Si la temperatura permanece constante, el volumen de una masa gaseosa es inversamente proporcional a la presión que se le aplica. Es muy probable que al leer el enunciado citado arriba, no lo entiendas del todo, y te doy la razón, está confuso en principio, pero aquí te diré que nos quiere dar a entender. Vamos a establecer matemáticamente el enunciado. Despejando, de tal forma que nos quede la unidad en el miembro derecho, tendremos algo así. Introduciendo la constante de proporcionalidad, nos queda que: Ahora, si queremos ver los cambios que experimentará un gas, comúnmente se hace en un estado inicial y final, por lo que la expresión matemática o fórmula de Boyle Mariotte queda de la siguiente forma. Dónde Presión inicial Volumen Inicial Presión Final Volumen Final . Fórmula de la Ley de Boyle – Mariotte En pocas palabras la Ley de Boyle- Mariotte nos quiere dar a entender que si la presión aumenta, el volumen disminuye, y si la presión disminuye el volumen aumenta
  • 8. TELEBACHILLERATO NÚM. 100 “CARLOS OLMOS” CCT. 07ETH0100U En resumen, para la resolución de problemas de este tipo de ley, usaremos la fórmula: Ejemplos Problema 1.- 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? Solución: Lo primero que vamos analizar para la resolución del problema, son nuestros datos, saber que tenemos y que nos hace falta. 4.2 litros 760 mm de Hg. 415 mm de Hg. ? Por lo que podemos observar el problema nos pide el volumen final es decir V2=? , vamos a utilizar la fórmula de Boyle-Mariotte e iniciaremos a despejar la variable que necesitamos para poder iniciar a resolver el problema. Despejando >> Sustituyendo nuestros datos. Por lo que nuestro volumen final es de litros. Con esto podemos concluir que mientras la presión bajó el volumen aumentó.
  • 9. TELEBACHILLERATO NÚM. 100 “CARLOS OLMOS” CCT. 07ETH0100U Problema 2.- 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? Solución: Al igual que el problema anterior lo que necesitamos es conocer nuestros datos, sin los datos no podemos hacer absolutamente nada, ahora hagamos de nuevo un listado de nuestros datos. 1.5 litros 2.5 atm. ? 3 l Observamos que lo que nos falta es la presión final, por lo que vamos a despejar de la fórmula. Despejando >> Sustituyendo nuestros datos. Tenemos que 1.25 atm. es la presión final de lo que nos pide nuestro problema, sin embargo el mismo problema dice que tenemos que convertir las unidades de presión, en este caso atmósferas a mm de Hg para ello haremos una regla de tres. Si 1 atm equivale a 760 mm de Hg, 1.25 atm ¿a cuántos mm de Hg equivaldría? 1 atm ———– 760 mm de Hg 1.25 atm ———— x mm de Hg por lo que 950 mm de Hg es la presión final obtenida en un recipiente de 3 litros.
  • 10. TELEBACHILLERATO NÚM. 100 “CARLOS OLMOS” CCT. 07ETH0100U Ley de Charles Si bien la Ley de Charles es una ley que nos indica la relación que existe entre el volumen y la temperatura, (tomar en cuenta esto), nos da a conocer un simple y sencillo razonamiento, que nos parecerá obvio. Si nosotros ponemos un recipiente con gas en una estufa, y a ese recipiente lo sometemos a cierta temperatura, ¿Qué pasará con el recipiente con gas?, ¿Sufrirá algún cambio?, pues bien, para darle respuesta a esto es muy importante saber que la Ley de Charles, nos dice lo siguiente: Al someter cierta masa de gas a presión constante y la temperatura en aumento, el volumen aumentará, y al disminuir la temperatura, también el volumen disminuirá. Lo he colocado así, para que se entienda lo que el autor intenta explicar, ahora intentemos enfocarnos en la fórmula. Si la presión es constante entonces de la ley general en estado gaseoso tendrá el siguiente cambio: Dónde: T1 = Temperatura inicial T2 = Temperatura final V1 = Volumen inicial V2 = Volumen final ¡Muy importante! La temperatura la vamos a medir en grados Kelvin
  • 11. TELEBACHILLERATO NÚM. 100 “CARLOS OLMOS” CCT. 07ETH0100U Fórmula de la Ley de Charles En resumen, la fórmula que utilizaremos para resolver problemas de la ley de Charles, será entonces: El volumen puede estar expresado en centímetros cúbicos, metros cúbicos e incluso litros. Depende del autor del problema. A diferencia de la temperatura que siempre debe ser expresada de forma absoluta, es decir en grados Kelvin. EJEMPLO: Problema .- Se tiene un gas a una presión constante de 560 mm de Hg, el gas ocupa un volumen de 23 cm³ a una temperatura que está en 69°C . ¿Qué volumen ocupará el gas a una temperatura de 13°C? Análisis: Si nos dice, que es un gas sometido a presión constante, entonces estamos hablando de la Ley de Charles, para esa ley necesitamos dos cosas fundamentales, que serán nuestros datos, que son temperaturas y volúmenes. Datos: V1: El volumen inicial nos dice que son de T1: La temperatura inicial es de 69°C T2: La temperatura final es de 13°C Solución: Para dar inicio a este problema, nos damos cuenta que lo que nos hace falta es el volumen final, o V2, para poder llegar a ello, solamente tenemos que despejar de la fórmula original y ver lo que obtenemos: Los problemas de Charles se trabajan en escala absoluta, es decir la temperatura debe estar en grados Kelvin, para ello no es gran ciencia, solo debemos sumar 273 a las temperaturas que tenemos en grados Celcius también conocido como centígrados, quedando de la siguiente forma:
  • 12. TELEBACHILLERATO NÚM. 100 “CARLOS OLMOS” CCT. 07ETH0100U Ahora solo nos queda reemplazar en la fórmula de la ley de charles, quedando lo siguiente: Ahora podemos analizar, que mientras la temperatura baje, el volumen disminuirá. Ley de Gay-Lussac En la ley de Gay-Lussac es el volumen quien permanece constante. Aquí entenderemos porque la presión y temperatura van muy de la mano y son totalmente proporcionales, es decir, supongamos que acabas de comprar un aerosol, si sometemos ese aerosol a cierta temperatura de tal manera que aumente, la presión también aumentará, a esta relación se le llama proporcionalidad. Notables científicos, físicos y químicos dedicaron parte de su tiempo para poder entender mejor esta ley, pero fue Gay-Lussac un físico-químico de origen Francés, que estudió a fondo el comportamiento de los gases respecto a la relación entre la presión y la temperatura, su ley estable lo siguiente. la Ley de Gay-Lussac dice: Si el volumen de una masa gaseosa permanece constante, la presión es directamente proporcional a su temperatura absoluta. Como dijimos texto atrás, la proporcionalidad que existe en esta ley es sobre la presión y la temperatura, matemáticamente colocaremos esto como: Ahora introduzcamos una constante de proporcionalidad esto da paso a que se vea de la siguiente forma, es como un despeje simple. Ahora al tratarse de una igualdad, podemos considerar las condiciones inicial y final, quedando la ecuación o fórmula matemática de la Ley de Gay-Lussac de la siguiente forma:
  • 13. TELEBACHILLERATO NÚM. 100 “CARLOS OLMOS” CCT. 07ETH0100U dónde: Presión Inicial Temperatura Inicial Presión Final Temperatura Final EJEMPLO: Problema. Un gas, a una temperatura de 35°C y una presión de 440 mm de Hg, se calienta hasta que su presión sea de 760 mm de Hg. Si el volumen permanece constante, ¿Cuál es la temperatura final del gas en °C? Solución: Si leemos detalladamente el problema nos podremos dar cuenta que las condiciones iniciales de temperatura y presión nos las dan como datos, al igual que la presión final, pero el único dato que no nos dan es la temperatura final, y la cual nos piden en °C. Vamos a colocar nuestros datos: 440 mm de Hg. 35°C + 273 = 308 °K 760 mm de Hg. ? He sumado a 35° la cantidad de 273, para poder hacer la conversión a grados Kelvin. Es muy importante que lo conviertan sino no dará el resultado que esperamos. Ahora, usamos la fórmula para esta ley, la cual colocaré de nuevo. Despejando a Nos queda
  • 14. TELEBACHILLERATO NÚM. 100 “CARLOS OLMOS” CCT. 07ETH0100U Ahora sustituimos nuestros datos. Pero nos piden el resultado en °C, por lo que restaremos 273 a la cantidad resultante en grados Kelvin. Como podemos observar en las condiciones iniciales del problema, la temperatura aumentó y como resultado también la presión, Ley general del estado gaseoso La ecuación general del estado gaseoso es una combinación de las ecuaciones antes mencionadas, donde nuevamente las variables a encontrar son la presión, temperatura o volumen del gas, cuando se tiene un cambio entre dos variables. La expresión matemática, o fórmula de la ecuación general del estado gaseoso, es la siguiente: Dónde: = Presión Inicial = Volumen Inicial = Temperatura Inicial = Presión Final = Volumen Final = Temperatura Final ¡Recordar!, las temperaturas se manejan en escalas absolutas, es decir en °K
  • 15. TELEBACHILLERATO NÚM. 100 “CARLOS OLMOS” CCT. 07ETH0100U Cuando resuelva problemas, y lea el enunciado decir que un gas está a condiciones normales, quiere decir que el gas se considera a 0°C es decir a 273K, y a una presión de una atmósfera igual a 760 mm de Hg. EJEMPLO: Problema 1.- Un volumen de 450 ml de oxígeno fue tomado o colectado a 30°C y 480 mm de Hg. ¿Qué volumen ocupará el oxígeno al variar la temperatura a 45°C y una presión de 650 mm de Hg? Solución: Puede sonar confuso si no entendemos el problema, pero no es difícil si vamos considerando los datos que el mismo problema nos arroja. Cómo podrás darte cuenta hay un volumen inicial de la toma del oxígeno, así como una presión y temperatura y al final, nos preguntan sobre el volumen, es decir nuestra incógnita y a la vez dándonos dos datos más, la temperatura y presión final, por lo que ahora tomaremos esos datos: DATOS: = 480 mm de Hg = 450 ml = 30° + 273 = 303 K = 650 mm de Hg = 45°C + 273 = 318 K = ??? Según nuestra fórmula: Despejaríamos la variable de la ecuación. Por lo que si sustituimos, tendremos que:
  • 16. TELEBACHILLERATO NÚM. 100 “CARLOS OLMOS” CCT. 07ETH0100U Problema 2.- Un gas ocupa un volumen de 300 ml a 35°C y 760 mm de Hg. Se comprime dentro de un recipiente de 100 ml de capacidad a una presión de 1.5 atm. ¿Cuál es la temperatura final del gas en °C? Solución: Para este caso, haremos lo mismo que en el primer ejercicio, y es que es mejor empezar a analizar nuestros datos para así poder entrarle al problema, así que iniciemos. = 1 atm = 300 ml = 35° + 273 = 308 K = 1.5 atm = 100 ml = ? Ahora proseguimos a usar nuestra formula de la ley general del estado gaseoso Despejando la variable Sustituimos nuestros datos Pero OJO! aquí no ha terminado el problema, ya que nos pide el valor de la temperatura final pero expresada en grados celcius -> °C Por lo que la temperatura final, disminuye drásticamente a una cantidad mínima, lo que sería una escala muy pero muy baja.
  • 17. TELEBACHILLERATO NÚM. 100 “CARLOS OLMOS” CCT. 07ETH0100U ¿Qué es un gas ideal? Para poder comprender completamente el tema del gas ideal o gas perfecto, debemos prestar atención a lo siguiente, un gas ideal o perfecto realmente no existe, es un gas hipotético cuyo compartimiento de las variables de presión, volumen y temperatura se pueden describir completamente por la ecuación del gas ideal. Dicha ecuación especifica la relación entre las cantidades de P, V, T y n. Las moléculas que componen a un gas ideal no se suelen atraer o repeler entre si, y su volumen es despreciable en comparación con el volumen del recipiente que lo contiene. Aunque en nuestra naturaleza no exista el caso de un gas ideal, las diferencias entre el comportamiento de un gas real en márgenes de temperatura y presión no alteran sustancialmente los cálculos, por lo que podemos hacer uso de la ecuación con toda la seguridad, para resolver diversos ejercicios de gases. Constante Universal de los Gases En nuestro estudio de las leyes de los gases, hemos visto la relación de la temperatura, presión y volumen. Tal como se muestra en la siguiente fórmula de la ley general de los gases: Podríamos decir que la igualdad es igual a una constante en general, que la vamos a llamar “K”. Si movemos a “T” para que pase a multiplicar a “K”, la ecuación quedaría: El valor de “K” lo vamos a relacionar en función del número de moles (n) de cualquier gas, esto tiene por ecuación la siguiente fórmula: Si sustituimos la K = nR en la ecuación que tenemos de Presión por Volumen, vamos a dar con la siguiente fórmula: Dónde: P = Presión absoluta a la que se encuentra el gas V = Volumen ocupado por el gas
  • 18. TELEBACHILLERATO NÚM. 100 “CARLOS OLMOS” CCT. 07ETH0100U n = Número de moles del gas que se calcula dividiendo su masa entre su peso molecular: R = Es la constante universal de los gases y su valor depende de las unidades usadas para su cálculo. La ecuación de la ley de los gases ideales es una de las ecuaciones más utilizadas en fisicoquímica, pues nos permite realizar varios cálculos conociendo el valor de R, ya que establece una relación entre la presión, el volumen, la temperatura y número de moles de un gas Ecuación de la ley de los gases ideales En conclusión, la fórmula que vamos a emplear para la ley de los gases ideales o gases perfectos es la siguiente: ¿Cómo se obtiene R de la ley de los gases ideales? Para que podamos calcular el valor de R , tenemos que considerar que un mol de cualquier gas ideal y en condiciones normales de temperatura y presión, es decir a una atmósfera y 273 K, ocupa un volumen de 22.413 litros. Por lo tanto, al despejar R de la ecuación anterior, tenemos:
  • 19. TELEBACHILLERATO NÚM. 100 “CARLOS OLMOS” CCT. 07ETH0100U Qué también es equivalente a: R = 8.32 J/mol K Ejemplos: Problema 1.- Una masa de hidrógeno gaseoso ocupa un volumen de 230 litros en un tanque a una presión de 1.5 atmósferas y a una temperatura de 35°C. Calcular, a) ¿Cuántos moles de hidrógeno se tienen?, b) ¿ A qué masa equivale el número de moles contenidos en el tanque? Solución: Si leemos el problema nuevamente, vemos que nos proporcionan datos como el volumen, la presión y la temperatura. Y nos pide calcular los moles de hidrógeno, es decir el valor de “n”, después nos pide convertir esa cantidad de moles a unidades de masa, por lo que el problema es muy sencillo. Recordemos la fórmula: Datos: Nota: Observe que hemos convertido los grados celcius a la escala absoluta de Kelvin, sumando 273 a) Obtener los números de moles de la masa de hidrógeno gaseoso Veamos la ecuación de la ley de los gases ideales, de la fórmula: Despejamos a “n”, y tenemos: Ahora si podemos sustituir nuestros datos Por lo que la cantidad de número de moles es de 13.64 moles
  • 20. TELEBACHILLERATO NÚM. 100 “CARLOS OLMOS” CCT. 07ETH0100U b) Convertir en masa el número de moles Al ser hidrógeno gaseoso nos referimos a que su peso atómico o masa molar es una molécula diatómica, compuesta por dos átomos de hidrógeno Y que su peso molecular (PM) es igual a 2 g/mol (porque es diatómica), entonces tenemos: Es decir que tenemos una masa de 27.28 gramos Problema 2.- El hexafluoruro de azufre (SF6) es un gas incoloro e inodoro muy poco reactivo. Calcule la presión (en atm) ejercida por 2.35 moles del gas en un recipiente de acero de 5.92 litros de volumen a 71.5°C. Solución: El problema es muy sencillo nuevamente de resolver, si volvemos a leer nos damos cuenta que tenemos los datos del número de moles de la sustancia, un volumen y una temperatura. También sabemos el valor de nuestra constante de gases ideales. Ahora es momento de colocar nuestros datos: Datos: a) Obteniendo la presión ejercida por el gas De nuestra ecuación de los gases ideales Despejamos a la presión:
  • 21. TELEBACHILLERATO NÚM. 100 “CARLOS OLMOS” CCT. 07ETH0100U Sustituimos nuestros datos en la fórmula: Por lo que la presión es de 11.23 atmósferas