Los gases son sustancias formadas por moléculas que se mueven libremente y tienen poca atracción entre sí. Sus propiedades incluyen ser expansibles, compresibles, miscibles y carecer de forma y volumen definidos. Las leyes de los gases relacionan variables como presión, volumen y temperatura mediante ecuaciones. La teoría cinética molecular explica el comportamiento de los gases a nivel molecular.

1. GASES<br />Los gases son cuerpos en los que la cohesión molecular es menor que la fuerza de repulsión de las moléculas.<br />CARACTERÍSTICAS:<br />Expansibilidad: debido a la repulsión tan grande, las moléculas de los gases tienen a fugarse y a ocupar un volumen cada vez mayor.<br />No tienen forma ni volumen determinados.<br />Son comprensibles: al aplicar presión su volumen disminuye fácilmente.<br />Son miscibles: forman mezclas homogéneas.<br />PRESIÓN: es la cantidad de fuerza por unidad de área.<br />P=FA Nm2=Pa<br />PRESIÓN ATMOSFÉRICA: es la presión que ejerce el aire sobre la superficie de la Tierra.<br />1 atm=760 mm Hg=760 torr<br />Presión en recipientes cerrados: utiliza el manómetro.<br />Cuando la presión del gas es mayor a la presión atmosférica:<br />Pgas= Patm+ Hg<br />Cuando la presión del gas es igual a la presión atmosférica:<br />Pgas= Patm<br />Cuando la presión del gas es menor que la presión atmosférica:<br />Pgas= Patm- Hg<br />TERORÍA CINÉTICA MOLECULAR<br />Sirve para comprender las propiedades físicas de los gases. Teoría de las moléculas en movimiento. Se resume así:<br />Los gases consisten en grandes cantidades de moléculas que se encuentran en continuo movimiento.<br />El volumen de todas la moléculas del gas es insignificante comparado en el volumen total en el que se está contenido el gas.<br />Las fuerzas de atracción y repulsión son insignificantes.<br />Las colisiones en los gases de sus partículas son perfectamente elásticas.<br />La energía cinética promedio es proporcional a la temperatura absoluta.<br />LEYES DE LOS GASES<br />Las condiciones de los gases dependen de cuatro factores importantísimos que son: volumen (V), presión (P), temperatura (T) y masa.<br />Presión: es la fuerza por unidad de área. <br />Volumen: es el espacio ocupado por un cuerpo. Se puede expresar en m3, cm3, litros, mililitros.<br />Temperatura: indica la intensidad de calor de un cuerpo. Se expresa en kelvin (k).<br />Masa: suele expresarse en el número de moles (n).<br />LEY DE BOYLE-MARIOTTE<br />El volumen de una cantidad determinada de gas que se mantiene a temperatura constante es inversamente proporcional a la presión.<br />Temperatura y masa constantesV=K x 1P<br />Ó<br />PV=K<br />En donde K, es una constante.<br />Para calcular volúmenes a diversas presiones y temperatura constante:<br />P1 V1= P2 V2<br />Para el volumen a temperatura y masa constantes:<br />P1V1= P2V2<br />V1 = volumen inicial.<br />V2 = volumen final.<br />P1 = presión inicial.<br />P2 = presión final.<br />LEY DE CHARLES<br />A presión constante, el volumen de una cantidad determinada de gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta.<br />V=K T<br />En donde K, es una constante.<br />Para calcular volúmenes gaseosos a diversas temperaturas manteniendo constante la presión:<br />V1 T2= V2 T1<br />A presión y masa constantes:<br />V1T1= V2T2<br />V1 = volumen inicial.<br />V2 = volumen final.<br />T1 = temperatura absoluta inicial.<br />T2 = temperatura absoluta final.<br />CERO ABSOLUTO: es – 273o C.<br />K=273+ ℃<br />℃=K-273<br />℃= 59 (℉-32)<br />LEY DE GAY LUSSAC<br />A volumen constante, la presión que ejerce una muestra específica de gas varía, en razón directa a su temperatura absoluta.<br />P=KT<br />En donde K, es una constante.<br />En relación al volumen y masa constantes:<br />P1T1= P2T2<br />P1 = presión inicial.<br />P2 = presión final.<br />T1 = temperatura absoluta inicial.<br />T2 = temperatura absoluta final.<br />LEY COMBINADA DE LOS GASES<br />Las leyes de Boyle y Charles pueden combinarse en una sola ley asi:<br />Boyle: V=K x 1P<br />Charles: V=K T<br />V=KTP<br />En términos de presión, volumen y temperatura, tenemos:<br />P1V1T1= P2V2T2<br />Ó<br />P1V1T2= P2V2T1<br />LEY DE AVOGADRO<br />El volumen de un gas es directamente proporcional al número de moles del gas, cuando la presión y la temperatura se mantienen constantes.<br />V=Kn<br />En donde K, es una constante.<br />LEY DEL GAS IDEAL<br />Es la combinación de la ley de Boyle, Charles y Avogadro.<br />Boyle: V=K x 1P (n, T constantes)<br />Charles: V=K T (n, P constantes)<br />Avogadro: V=Kn (P, T constantes)<br />La expresión que une todas ellas es:<br />V= KnTP<br />En donde K, es una constante.<br />Si R, es la constante de proporcionalidad tenemos:<br />V=R x nTP<br />Su forma más conocida es:<br />PV=nRT<br />El término R de la ecuación de estado, se conoce como constante universal de los gases y su valor es:<br />R= P x Vn x T= 1 atm x 1 L1 mol x 273 K=0,082 atm L / mol K<br />Para calcular el número de moles:<br />moles= masamasa molecular=n= mM<br />Reemplazando en la fórmula del gas ideal, tenemos:<br />PV= mMRT<br />Y reagrupando:<br />PM= mVRT<br />Como m/V es la densidad del gas, entonces tenemos:<br />PM=dRT<br />Ó<br />M= dRTP<br />También podemos determinar la densidad:<br />d= PMRT<br />LEY DE DALTÓN O DE LAS PRESIONES PARCIALES<br />La presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de todos los gases en la mezcla.<br />Ptotal=P1+P2+…+Pn<br />Para calcular la presión del gas seco, es necesario conocer la presión del vapor de agua a esa temperatura.<br />Ptotal=Pgas+Pvapor de agua<br />Pgas=Ptotal-Pvapor de agua<br />La presión que ejerce un gas es proporcional al número de moléculas presentes en el gas, e independientemente de su naturaleza. En una mezcla gaseosa cada uno de los gases obedece la ecuación del gas ideal, por lo tanto:<br />P1=n1RTV, P2=n2RTV, P3=n3RTV<br />Si todos los gases se encuentran en las mismas condiciones de volumen y temperatura, tenemos:<br />Pt=n1+n2+n3RTV<br />La presión parcial de un componente en una mezcla gaseosa se puede determinar si se conoce la fracción moral de ese componente n1/nt, la cual se la denota como X1.<br />P1= n1ntPt= X1Pt<br />P1 = presión parcial<br />N1= número de moles del componente<br />Nt = número total de moles de la mezcla<br />Pt = presión total<br />X1 = fracción molar (n1/nt)<br />