aprende con la quimica

1. Leyes de los Gases
Introduccion
La ley general de los gases es una ley de los gases que combina la ley de
Boyle-Mariotte, la ley de Charles y la ley de Gay-Lussac. Estas leyes
matemáticamente se refieren a cada una de las variables termodinámicas
con relación a otra mientras todo lo demás se mantiene constante. La ley de
Charles establece que el volumen y la temperatura son directamente
proporcionales entre sí, siempre y cuando la presión se mantenga constante.
La ley de Boyle afirma que la presión y el volumen son inversamente
proporcionales entre sí a temperatura constante. Finalmente, la ley de Gay-
Lussac introduce una proporcionalidad directa entre la temperatura y la
presión, siempre y cuando se encuentre a un volumen constante. La
interdependencia de estas variables se muestra en la ley de los gases
combinados, que establece claramente que: La relación entre el producto
presión-volumen y la temperatura de un sistema permanece constante.
Matemáticamente puede formularse como:
PV = K
T
donde:
 P es la presión
 V es el volumen
 T es la temperatura absoluta (en kelvin)
 K es una constante (con unidades de energía dividido por la
temperatura) que dependerá de la cantidad de gas considerado.
Otra forma de expresarlo es la siguiente:
P1V1 = P2V2
T1 = T2

2. donde presión, volumen y temperatura se han medido en dos instantes
distintos 1 y 2 para un mismo sistema.
En adición de la ley de Avogadro al rendimiento de la ley de gases
combinados se obtiene la ley de los gases ideales.
Objetivos
1. Identificar los gases de cada una de las leyes (Boyle-Charles-Gay
Lussac-gases ideales), con sus respectivas formulas. También te
daré a conocer sus Conceptos, Leyes, Laboratorios y sus
respectivas actividades o ejercicios.
2. Reconocer cada uno de los parámetros de maneja cada formula o
ley de gases
3. Aprender sus fórmulas para resolver los ejercicios actividades
respectivas
Procedimiento
1. Entramos a la pagina
http://www.educaplus.org/gases/index.html o escribimos en el
buscador
2. Donde nos va aparecer la siguiente pagina

3. 3. Luego nos dirigimos a la barra que está en el lateral izquierdo
4. Luego vamos a conceptos donde nos aparecerá todos lo que
queremos saber y significado con sus respectivas formulas
5. Después vamos a leyes donde encontraremos la ley de
Avogadro, Boyle, Charles, Gay Lussac, Gases ideales, Ley
generalizada. Vamos a entrar a todas excepto a la de Avogadro

4. 6. A continuación, vamos a laboratorio donde encontraremos las
instrucciones, el de Boyle, charles, Graham. Vamos a resolver solo
el de Boyle y el de Charles
7. Y por último hacemos los ejercicios de Boyle, charles, Gases
ideales, Gay Lussac
Marco Teorico
Conceptos
Estados de agregación:Los estados de agregación, sólido, líquido
y gaseoso, dependen fundamentalmente de las condiciones de presión
y temperatura a las que esté sometida la materia

6. Temperatura
Según la teoría cinética, la temperatura es una medida de la energía cinética
media de los átomos y moléculas que constituyen un sistema. Dado que la
energía cinética depende de la velocidad, podemos decir que la temperatura
está relacionada con las velocidades medias de las moléculas del gas.
Hay varias escalas para medir la temperatura; las más conocidas y
utilizadas son las escalas Celsius (ºC), Kelvin (K) y Fahrenheit (ºF). En
este trabajo sólo utilizaremos las dos primeras.
¿Cómo se calibra un termómetro?
Mientras se está produciendo un cambio de estado la temperatura
permanece constante y por ello consideramos los cambios de estado del
agua (a 1 atm) como puntos de referencia.
Punto de fusión del agua:
La fase líquida se encuentra en equilibrio con la fase sólida
y la temperatura permanece constante.
Los valores otorgados a este punto en cada escala son:
 Celsius: 0
 Kelvin: 273.15
 Fahrenheit: 32

7. Punto de ebullición del agua:
La fase líquida se encuentra en equilibrio con la fase
gaseosa y la temperatura permanece constante.
Los valores otorgados a este punto en cada escala
son:
 Celsius: 100
 Kelvin: 373.15
 Fahrenheit: 212
En el intervalo de temperatura comprendido entre los puntos de fusión y
ebullición, el agua permanece líquida. Este intervalo se divide en 100 partes
en las escalas Celsius y Kelvin, mientras que en la escala Fahrenheit se
divide en 180 partes.
Presión = 1 atm
P.F.
del agua
P.E.
del agua
Divisiones
Escala Celsius 0 100 100
Escala Kelvin 273.15 373.15 100
Escala Fahrenheit 32 212 180
Relación entre las escalas
T(K) = T(°C) + 273.15
T(°F) = T(°C)·1.8 + 32
Recuerda:
En los cálculos que vamos a realizar en este trabajo SIEMPRE habrá
que expresar la temperatura en kelvin.
Presión

8. En Física, llamamos presión a la relación que existe entre una fuerza y la
superficie sobre la que se aplica:
P= F
S
Dado que en el Sistema Internacional la unidad de fuerza es el newton (N) y
la de superficie es el metro cuadrado (m2
), la unidad resultante para la
presión es el newton por metro cuadrado (N/m2
) que recibe el nombre de
pascal (Pa)
N
1PA=1 m2
Otra unidad muy utilizada para medir la presión,
aunque no pertenece al Sistema Internacional, es el
milímetro de mercurio (mm Hg) que representa una
presión equivalente al peso de una columna de
mercurio de 1 mm de altura. Esta unidad está
relacionada con la experiencia de Torricelli que
encontró, utilizando un barómetro de mercurio, que
al nivel del mar la presión atmosférica era
equivalente a la ejercida por una columna de
mercurio de 760 mm de altura.
En este caso la fuerza se correspondería con el
peso (m⋅g) de la columna de mercurio por lo que
P=m⋅gS
Como la masa puede expresarse como el producto
de la densidad por el volumen (m=d⋅V), si
sustituimos será:
P=d⋅V⋅gS
y dado que el volumen es el producto de la
superficie de la base por la altura (V=S⋅h), tenemos
P=d⋅S⋅h⋅gS
y simplificando tenemos:

9. P=d⋅g⋅h
que nos permite calcular la presión en función de la densidad, la intensidad
del campo gravitatorio y la altura de la columna.
Sustituyendo los correspondientes valores en la ecuación anterior tenemos
que:
P=d⋅g⋅h=13600kgm3⋅9,8Nkg⋅0,76m≊101300Nm2=101300Pa
Según la teoríacinética, la presión de un gas está relacionada con el número
de choques por unidad de tiempo de las moléculas del gas contra las
paredes del recipiente. Cuando la presión aumenta quiere decir que el
número de choques por unidad de tiempo es mayor.
En este trabajo usaremos la atmósfera (atm) y el milímetro de mercurio
(mmHg):
Volumen
El volumen es el espacio que ocupa un sistema. Recuerda que los gases
ocupan todo el volumen disponible del recipiente en el que se encuentran.
Decir que el volumen de un recipiente que contiene un gas ha cambiado es
equivalente a decir que ha cambiado el volumen del gas.
En el laboratorio se utilizan frecuentemente jeringuillas como recipientes de
volumen variable cuando se quiere experimentar con gases.
Hay muchas unidades para medir el volumen. En este trabajo usaremos el
litro (L) y el mililitro (mL)

10. Su equivalencia es:
1L = 1000 mL
Como 1 L es equivalente a 1 dm3
, es decir a 1000 cm3
, tenemos que el mL
y el cm3
son unidades equivalentes.
Cantidad De Gas
La cantidad de gas está relacionada con el número total de moléculas
que se encuentran en un recipiente. La unidad que utilizamos para
medir la cantidad de gas es la mol. Un mol es una cantidad igual al
llamado número de Avogadro:
1 mol de moléculas= 6,022·1023 moléculas
1 mol de átomos= 6,022·1023 átomos
¡¡¡ 602.200.000.000.000.000.000.000!!!
La masa molar de una sustancia pura es la masa que corresponde a 1
mol de dicha sustancia:
Masa molar=masa en gramos
Cantidad de moles

11. Con el siguiente simulador puedes calcular las masas molares de
algunas sustancias puras como el hidrógeno, el metano, el cloro y el
yodo. La medida es correcta cuando se enciende
Leyes
Ley de Boyle
Relación entre la presión y el volumen de un gas cuando la temperatura
es constante
Fue descubierta por Robert Boyle en 1662. Edme Mariotte también llegó a
la misma conclusión que Boyle, pero no publicó sus trabajos hasta 1676.
Esta es la razón por la que en muchos libros encontramos esta ley con el
nombre de Ley de Boyle y Mariotte.

12. La ley de Boyle establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado
es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la
temperatura es constante.
¿Por qué ocurre esto?
Al aumentar el volumen, las partículas (átomos o moléculas) del gas tardan
más en llegar a las paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces
por unidad de tiempo contra ellas. Esto significa que la presión será menor
ya que ésta representa la frecuencia de choques del gas contra las paredes.

13. Cuando disminuye el volumen la distancia que tienen que recorrer las
partículas es menor y por tanto se producen más choques en cada unidad
de tiempo: aumenta la presión.
Lo que Boyle descubrió es que si la cantidad de gas y la temperatura
permanecen constantes, el producto de la presión por el volumen siempre
tiene el mismo valor.
Como hemos visto, la expresión matemática de esta ley es:
P⋅V=k
(el producto de la presión por el volumen es constante)
Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1 que se encuentra a
una presión P1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas
hasta un nuevo valor V2, entonces la presión cambiará a P2, y se cumplirá:
P1⋅V1=P2⋅V2
que es otra manera de expresar la ley de Boyle.
Ley De Charles
Relación entre la temperatura y el volumen de un gas cuando la presión
es constante
En 1787, Jack Charles estudió por primera vez la relación entre el volumen
y la temperatura de una muestra de gas a presión constante y observó que

14. cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas también
aumentaba y que al enfriar el volumen disminuía.
¿Por qué ocurre esto?
Cuando aumentamos la temperatura del gas las moléculas se mueven con
más rapidez y tardan menos tiempo en alcanzar las paredes del recipiente.
Esto quiere decir que el número de choques por unidad de tiempo será
mayor. Es decir se producirá un aumento (por un instante) de la presión en
el interior del recipiente y aumentará el volumen (el émbolo se desplazará
hacia arriba hasta que la presión se iguale con la exterior).
Lo que Charles descubrió es que si la cantidad de gas y la presión
permanecen constantes, el cociente entre el volumen y la temperatura
siempre tiene el mismo valor.
Matemáticamente podemos expresarlo así:
V=k
T
(el cociente entre el volumen y la temperatura es constante)
Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1 que se encuentra a
una temperatura T1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de
gas hasta un nuevo valor V2, entonces la temperatura cambiará a T2, y se
cumplirá:
V1T1=
V2T2
que es otra manera de expresar la ley de Charles.
Esta ley se descubre casi ciento cuarenta años después de la de Boyle
debido a que cuando Charles la enunció se encontró con el inconveniente

15. de tener que relacionar el volumen con la temperatura Celsius ya que aún
no existía la escala absoluta de temperatura.
Ley de Gay-Lussac
Relación entre la presión y la temperatura de un gas cuando el
volumen es constante
Fue enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac a principios de 1800.
Establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando
el volumen es constante.

16. ¿Por qué ocurre esto?
Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más
rápidamente y por tanto aumenta el número de choques contra las paredes,
es decir aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su
volumen no puede cambiar.
Gay-Lussac descubrió que, en cualquier momento de este proceso, el
cociente entre la presión y la temperatura siempre tenía el mismo valor:
P=k
T
(el cociente entre la presión y la temperatura es constante)
Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presión P1 y a
una temperatura T1 al comienzo del experimento. Si variamos la temperatura
hasta un nuevo valor T2, entonces la presión cambiará a P2, y se cumplirá:
P1/T1=P2/T2
que es otra manera de expresar la ley de Gay-Lussac.
Esta ley, al igual que la de Charles, está expresada en función de la
temperatura absoluta. Al igual que en la ley de Charles, las temperaturas
han de expresarse en Kelvin.
Ley de los gases ideales

19. Laboratorio
Laboratorio de Boyle

20. Laboratorio de Charles

21. Ejercicios
Charles
Gay Lussac

22. Gases Ideales

23. Boyle

24. Webgrafías
http://www.educaplus.org/gases/index.html