SON LOS GASES QUE REALMENTE
   EXISTEN Y CON LOS QUE
   PODEMOS INTERACTUAR.
El grado en que un gas real se aparta del
comportamiento ideal puede verse
reacomodando la ecuación general del gas
ideal.
              n = P.V / R.T

Si n = 1, entonces la cantidad PV/RT es igual
para diferentes gases.
Gráfica para 1 mol de distintos

gases en función de la presión.


Los gases reales se desvían del

comportamiento ideal a presiones

altas.


A presiones bajas la desviación

del comportamiento ideal es

pequeña.
Gráfica de 1 mol de un mismo
   gas en función de la
   presión a diferentes
   temperaturas.


Al aumentar la T, el
   comportamiento del gas se
   aproxima al ideal.


Las desviaciones aumenten a
   medida que nos
   aproximamos a la
   temperatura de
Según la Teoría Cinética Molecular los
gases carecen de fuerzas de atracción
y no poseen volumen sus partículas.
El espacio libre por el cual
   pueden moverse la moléculas
   es un poco menor al del
   sistema.

En b) el volumen es menor por un
   aumento de presión, por lo
   tanto el volumen de las
   partículas se hace más
   significativo, y el espacio
   vacío del sistema es menor

Esto genera que el V del gas sea
   mayor al del espacio vació.
Además las fuerzas de atracción son importantes a
  distancias cortas, por lo tanto se hacen
  importantes cuando el volumen es pequeño.



Esto genera que la fuerza de los impactos de las
  partículas con las paredes del recipiente sean
  menores.



Esto genera que la presión del gas sea menor.
Se aproximan al
comportamiento ideal a
 altas temperaturas y a
     bajas presiones.
¿Qué sucede con los gases
 reales que se trabajan en
condiciones que no son las
        apropiadas?
Para predecir el comportamiento de los
  gases reales en condiciones poco
       apropiadas para suponer
comportamiento ideal, se deber realizar
una corrección e la Ecuación General
             de los Gases.
PV = nRT
V = (V* - nb)
V* = volumen medido en un gas real
b = volumen de las partículas por mol, característico de
   cada gas.


P = (P* + n2a )
          V2
P* = P medido de un gas ideal
a = constante característico de cada gas
(P + n2 . a / V2) (V-nb) = n R T

Esta ecuación corrige las suposiciones
de la ecuación el gas ideal:
 tamaño molecular infinitesimal y
 ausencia de fuerzas intermoleculares.
Coeficientes de Van der Waals
                 para algunos gases a 298 K.

 
                          Ar         CO2         He         N2


           a              1,345        3,592      0,034      1,390
    (atm.dm -6 mol -
         2
           )



           b               3,22        4,267      2,37       3,913
     (dm 3 .mol -1 )
Establece que la relación entre la
presión de vapor de cada componente en
una solución ideal es dependiente de la
presión de vapor de cada componente
individual y de la fracción molar de cada
componente en la solución. La ley debe su
nombre        al      químico      francés
François Marie Raoult (1830-1901).
   P1 = ix1.Pº1
   i = # de moles después de la solución / #
    de moles antes de la solución

  Para una solución de dos componentes:
X1 + X2 = 1  X1 = 1 – X2 Sustituyendo X1
P1 = i (1 – X2).P1º
Si el soluto es un no-electrolíto entonces i = 1 y
   la ecuación se convierte:
   Psolución = P1.X1+P2.X2…..
   Pi = (Pi)puro . Xi
   Donde:
   (Pi)puro es la presión de vapor del
    componente puro.
   Xi es la fracción molar del componente en
    solución.
   Aplicación:    Se    cumple     sólo para
    disoluciones ideales no obstante es una
    buena aproximación cualitativa.
   Empleo: La ley de Raoult suele emplearse
    en la teoría de la destilación.


    La Ley de Henry
    fue formulada en 1803 por William Henry.
    Enuncia que a una temperatura constante,
    la cantidad de gas disuelta en un líquido es
    directamente proporcional a la presión
    parcial
 que ejerce ese gas sobre el líquido.
  Matemáticamente se formula del siguiente
  modo: C = k.P
Donde:
 P= es la presión parcial del gas.(en
  atmosfera)
 C=      es  la    concentración  del   gas
  (solubilidad). (en mol/L)
 K= es la constante de Henry, que depende
  de la naturaleza del gas, la temperatura y
  el líquido.
   Un ejemplo de la aplicación de esta ley
    está dado por las precauciones que deben
    tomarse al volver a un buzo a la superficie.
    Al disminuir la presión parcial de los distintos
    gases, disminuye la solubilidad de los
    mismos en la sangre, con el consiguiente
    riesgo de una eventual formación de
    burbujas. Para evitarlo, esta descompresión
    debe efectuarse lentamente.
   En química, las propiedades coligativas de las
    soluciones son aquellas que dependen sólo de la
    cantidad de partículas de soluto que están presentes en
    la solución y no de la naturaleza o tipo de soluto.

   Descenso de la Presión de Vapor.
   Cuando se prepara una solución con un solvente ¨puro¨
    y un soluto NO VOLÁTIL (que no se transformará en
    gas -vapor-) y se mide su Presión de vapor, al
    compararla con la Presión de vapor de su solvente
    puro, se observa que la presión de vapor de la solución
    es MENOR que la presión de vapor del solvente.
   Esto es consecuencia de la presencia del soluto no
    volátil. A su vez, cuando compara las presiones de
    vapor de dos soluciones de igual composición y
    diferente concentración, veremos que aquella solución
    más concentrada tiene menor Presión de vapor.

   Descenso de Pvapor = Pvapor solvente - Pvapor
    solución
   La presión de vapor: Esta propiedad esta reflejada en la
    ley de Raoult.

   El cálculo de la presión de vapor se realiza mediante la
    siguiente fórmula:
   Ejemplo: Calcule la presión de vapor de una
    solución a 26 °C que contiene 10 gr. De Urea
    disuelta en 200 gr. De agua. Masa molecular de
    la Urea: 60 g/mol. Masa molecular del agua: 18
    g/mol
   Paso 1: Calculamos (n) soluto y del solvente:
   n = w / M = 10 / 60 = 0.1666 mol de soluto;
   n = 200 g / 18 g / mol = 11,1 mol solvente
   n.Totales= n de sol. + n moles solv. = 0.1666 +
    11.1 = 11.276 moles
   Paso 2: Calcular fracción (X):
   X.soluto = n.soluto / Total. Moles
   X_soluto = 0.1666 / 11.276 = 0.0147

   Paso 3: P1 = i (1 – X2).P1º   a 26ºC Po = 25
    mmHg

   P1 = (1 – 0.0147) x 25 mmHg = 24,6325
    mmHg
   Descenso del punto de congelación (ΔTf): Ya
    que el soluto obstaculiza la formación de
    cristales sólidos, como por ejemplo el liquido
    refrigerante de los motores de los automóviles
    tiene una base de agua pura, a presión
    atmosférica se congelaría a 0 °C dentro de las
    tuberías y no resultaría útil en lugares fríos.
    Entonces se le agregan ciertas sustancias
    químicas que hacen descender su punto de
    congelación.
   Ecuación: ΔTf = Kf m
   m (molalidad) es mol/kg
   ΔTf = T - Tf, donde
   T = punto de congelación de la solución.
   Tf = Punto de congelación del solvente puro.
   Kf, = Constante de congelación del solvente. Su
    valor, cuando el solvente es agua es 1,86 ºC/m.
   APLICACIÓN: Cuando desea enfriar algo rápidamente
    haga una mezcla de hielo con sal o si tiene precaución
    alcohol. El punto de congelación bajará y el hielo se
    derretirá rápidamente. Pese a aparentar haberse
    perdido el frío la mezcla formada estará en realidad a
    unos cuantos grados bajo cero y será mucho más
    efectiva para enfriar que los cubos de hielo sólidos.

   El punto de cong. es la T a la cual un líq. comienza a
    congelarse transformarse en sólido. Su valor coincide
    con el punto de fusión cambio opuesto, pero en lugar
    de entregar energía para "congelarse", el sistema
    recibe energía para "fundirse" y volverse líquido.
   Aumento del punto de ebullición
   Al agregar moléculas o iones a un solvente puro, la
    temperatura en el que este entra en ebullición es más
    alto. Por ejemplo, el agua pura a presión atmosférica
    hierve a 100°C, pero si se disuelve algo en ella el punto
    de ebullición sube algunos grados centígrados.

   Ecuación: ΔTb = Kb · m                m es mol/kg

   ΔTb = aumento del punto de ebullición = T - Tb, donde
    T es el punto de ebullición de la solución y
   Ejemplo: En 392 g de agua se disuelven 85 g de
    azúcar de caña (sacarosa). Determinar el punto de
    ebullición y el de congelación de la solución resultante.
    Masa molecular de la sacarosa: 342 g/mol.
   Paso 1: determinar la molalidad de la solución:
   m = 1000 x g de soluto / M x disolvente = 1000 x 85 g
    de azúcar / 392 g agua x 342 g / 342 g/mol m = 0.634
    mol/kg.
    Paso 2: Determinar el punto de Peb. y de congelación
   Te = ke x m =0.52 ºC kg/mol x 0.634 mol/kg = 0.329 ºC.
   Como el agua hierve a los 100°C, se suma el valor
    obtenido a 100°C: 100°C + 0,329 = 100,329°C
   Tb es el punto de ebullición del solvente puro.
   Kb = Constante de ebullición del solvente. Su
    valor, cuando el solvente es agua es 0,52 ºC/m.

   El punto de ebullición es la temperatura a la
    cual la presión de vapor de un solvente o
    solución iguala la Presión externa y comienza a
    observarse     las    moléculas     de   líquido
    transformarse en gas.
   Punto de congelación:

   Tc = kc x m = 1.86 ºC kg/ mol x 0.634 mol/kg =
    1.179 ºC
   Como el agua se congela por debajo de los 0ºC
    0ºC– 1,179 = - 1,179°C.

Presión osmótica
 La ósmosis es la tendencia que tienen los
  solventes a ir desde zonas de menor hacia
  zonas de mayor concentración de partículas.
El efecto puede pensarse como una tendencia de los
    solventes a "diluir". Es el pasaje espontáneo de
    solvente desde una solución más diluida hacia una
    solución más concentrada, cuando se hallan separadas
    por una membrana semipermeable.

Ecuación: ( π = (nRT) / V) Pi = C.R.T

    C= molaridad o molailidad   en donde:
   n es el número de moles de partículas en la solución.
   R = 8.314472 J · K-1 · mol-1
   T = T en kelvin
   Halle la presión osmótica de una solución de glucosa
    que contiene 12 gr. de la sustancia en 500 ml de
    solución a una temperatura de 298ºK.     M glucosa =
    180 g / mol
   Paso 1: Cálculo de la molalidad o molaridad
   C = gr de soluto / Litros de solución x MM = 12 g /
    0.51 x 180 g / mol = 0.13 g / mol.

   Paso 2: Pi = C x R x T
   = 0,13 g/mol x 0,082 x 298°K = 3.176 at

Gases ideales 1

  • 1.
    SON LOS GASESQUE REALMENTE EXISTEN Y CON LOS QUE PODEMOS INTERACTUAR.
  • 2.
    El grado enque un gas real se aparta del comportamiento ideal puede verse reacomodando la ecuación general del gas ideal. n = P.V / R.T Si n = 1, entonces la cantidad PV/RT es igual para diferentes gases.
  • 3.
    Gráfica para 1mol de distintos gases en función de la presión. Los gases reales se desvían del comportamiento ideal a presiones altas. A presiones bajas la desviación del comportamiento ideal es pequeña.
  • 4.
    Gráfica de 1mol de un mismo gas en función de la presión a diferentes temperaturas. Al aumentar la T, el comportamiento del gas se aproxima al ideal. Las desviaciones aumenten a medida que nos aproximamos a la temperatura de
  • 5.
    Según la TeoríaCinética Molecular los gases carecen de fuerzas de atracción y no poseen volumen sus partículas.
  • 6.
    El espacio librepor el cual pueden moverse la moléculas es un poco menor al del sistema. En b) el volumen es menor por un aumento de presión, por lo tanto el volumen de las partículas se hace más significativo, y el espacio vacío del sistema es menor Esto genera que el V del gas sea mayor al del espacio vació.
  • 7.
    Además las fuerzasde atracción son importantes a distancias cortas, por lo tanto se hacen importantes cuando el volumen es pequeño. Esto genera que la fuerza de los impactos de las partículas con las paredes del recipiente sean menores. Esto genera que la presión del gas sea menor.
  • 8.
    Se aproximan al comportamientoideal a altas temperaturas y a bajas presiones.
  • 9.
    ¿Qué sucede conlos gases reales que se trabajan en condiciones que no son las apropiadas?
  • 10.
    Para predecir elcomportamiento de los gases reales en condiciones poco apropiadas para suponer comportamiento ideal, se deber realizar una corrección e la Ecuación General de los Gases.
  • 11.
    PV = nRT V= (V* - nb) V* = volumen medido en un gas real b = volumen de las partículas por mol, característico de cada gas. P = (P* + n2a ) V2 P* = P medido de un gas ideal a = constante característico de cada gas
  • 12.
    (P + n2. a / V2) (V-nb) = n R T Esta ecuación corrige las suposiciones de la ecuación el gas ideal:  tamaño molecular infinitesimal y  ausencia de fuerzas intermoleculares.
  • 13.
    Coeficientes de Vander Waals para algunos gases a 298 K.   Ar CO2 He N2 a    1,345      3,592    0,034    1,390 (atm.dm -6 mol - 2 ) b    3,22    4,267    2,37    3,913 (dm 3 .mol -1 )
  • 14.
    Establece que larelación entre la presión de vapor de cada componente en una solución ideal es dependiente de la presión de vapor de cada componente individual y de la fracción molar de cada componente en la solución. La ley debe su nombre al químico francés François Marie Raoult (1830-1901).
  • 15.
    P1 = ix1.Pº1  i = # de moles después de la solución / # de moles antes de la solución  Para una solución de dos componentes: X1 + X2 = 1 X1 = 1 – X2 Sustituyendo X1 P1 = i (1 – X2).P1º Si el soluto es un no-electrolíto entonces i = 1 y la ecuación se convierte:
  • 16.
    Psolución = P1.X1+P2.X2…..  Pi = (Pi)puro . Xi  Donde:  (Pi)puro es la presión de vapor del componente puro.  Xi es la fracción molar del componente en solución.
  • 17.
    Aplicación: Se cumple sólo para disoluciones ideales no obstante es una buena aproximación cualitativa.  Empleo: La ley de Raoult suele emplearse en la teoría de la destilación. La Ley de Henry fue formulada en 1803 por William Henry. Enuncia que a una temperatura constante, la cantidad de gas disuelta en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial
  • 18.
     que ejerceese gas sobre el líquido. Matemáticamente se formula del siguiente modo: C = k.P Donde:  P= es la presión parcial del gas.(en atmosfera)  C= es la concentración del gas (solubilidad). (en mol/L)  K= es la constante de Henry, que depende de la naturaleza del gas, la temperatura y el líquido.
  • 19.
    Un ejemplo de la aplicación de esta ley está dado por las precauciones que deben tomarse al volver a un buzo a la superficie. Al disminuir la presión parcial de los distintos gases, disminuye la solubilidad de los mismos en la sangre, con el consiguiente riesgo de una eventual formación de burbujas. Para evitarlo, esta descompresión debe efectuarse lentamente.
  • 20.
    En química, las propiedades coligativas de las soluciones son aquellas que dependen sólo de la cantidad de partículas de soluto que están presentes en la solución y no de la naturaleza o tipo de soluto.  Descenso de la Presión de Vapor.  Cuando se prepara una solución con un solvente ¨puro¨ y un soluto NO VOLÁTIL (que no se transformará en gas -vapor-) y se mide su Presión de vapor, al compararla con la Presión de vapor de su solvente puro, se observa que la presión de vapor de la solución es MENOR que la presión de vapor del solvente.
  • 21.
    Esto es consecuencia de la presencia del soluto no volátil. A su vez, cuando compara las presiones de vapor de dos soluciones de igual composición y diferente concentración, veremos que aquella solución más concentrada tiene menor Presión de vapor.  Descenso de Pvapor = Pvapor solvente - Pvapor solución  La presión de vapor: Esta propiedad esta reflejada en la ley de Raoult.  El cálculo de la presión de vapor se realiza mediante la siguiente fórmula:
  • 22.
    Ejemplo: Calcule la presión de vapor de una solución a 26 °C que contiene 10 gr. De Urea disuelta en 200 gr. De agua. Masa molecular de la Urea: 60 g/mol. Masa molecular del agua: 18 g/mol  Paso 1: Calculamos (n) soluto y del solvente:  n = w / M = 10 / 60 = 0.1666 mol de soluto;  n = 200 g / 18 g / mol = 11,1 mol solvente  n.Totales= n de sol. + n moles solv. = 0.1666 + 11.1 = 11.276 moles
  • 23.
    Paso 2: Calcular fracción (X):  X.soluto = n.soluto / Total. Moles  X_soluto = 0.1666 / 11.276 = 0.0147  Paso 3: P1 = i (1 – X2).P1º a 26ºC Po = 25 mmHg   P1 = (1 – 0.0147) x 25 mmHg = 24,6325 mmHg
  • 24.
    Descenso del punto de congelación (ΔTf): Ya que el soluto obstaculiza la formación de cristales sólidos, como por ejemplo el liquido refrigerante de los motores de los automóviles tiene una base de agua pura, a presión atmosférica se congelaría a 0 °C dentro de las tuberías y no resultaría útil en lugares fríos. Entonces se le agregan ciertas sustancias químicas que hacen descender su punto de congelación.
  • 25.
    Ecuación: ΔTf = Kf m  m (molalidad) es mol/kg  ΔTf = T - Tf, donde  T = punto de congelación de la solución.  Tf = Punto de congelación del solvente puro.  Kf, = Constante de congelación del solvente. Su valor, cuando el solvente es agua es 1,86 ºC/m.
  • 26.
    APLICACIÓN: Cuando desea enfriar algo rápidamente haga una mezcla de hielo con sal o si tiene precaución alcohol. El punto de congelación bajará y el hielo se derretirá rápidamente. Pese a aparentar haberse perdido el frío la mezcla formada estará en realidad a unos cuantos grados bajo cero y será mucho más efectiva para enfriar que los cubos de hielo sólidos.  El punto de cong. es la T a la cual un líq. comienza a congelarse transformarse en sólido. Su valor coincide con el punto de fusión cambio opuesto, pero en lugar de entregar energía para "congelarse", el sistema recibe energía para "fundirse" y volverse líquido.
  • 27.
    Aumento del punto de ebullición  Al agregar moléculas o iones a un solvente puro, la temperatura en el que este entra en ebullición es más alto. Por ejemplo, el agua pura a presión atmosférica hierve a 100°C, pero si se disuelve algo en ella el punto de ebullición sube algunos grados centígrados.   Ecuación: ΔTb = Kb · m m es mol/kg  ΔTb = aumento del punto de ebullición = T - Tb, donde T es el punto de ebullición de la solución y
  • 28.
    Ejemplo: En 392 g de agua se disuelven 85 g de azúcar de caña (sacarosa). Determinar el punto de ebullición y el de congelación de la solución resultante. Masa molecular de la sacarosa: 342 g/mol.  Paso 1: determinar la molalidad de la solución:  m = 1000 x g de soluto / M x disolvente = 1000 x 85 g de azúcar / 392 g agua x 342 g / 342 g/mol m = 0.634 mol/kg. Paso 2: Determinar el punto de Peb. y de congelación  Te = ke x m =0.52 ºC kg/mol x 0.634 mol/kg = 0.329 ºC.  Como el agua hierve a los 100°C, se suma el valor obtenido a 100°C: 100°C + 0,329 = 100,329°C
  • 29.
    Tb es el punto de ebullición del solvente puro.  Kb = Constante de ebullición del solvente. Su valor, cuando el solvente es agua es 0,52 ºC/m.  El punto de ebullición es la temperatura a la cual la presión de vapor de un solvente o solución iguala la Presión externa y comienza a observarse las moléculas de líquido transformarse en gas.
  • 30.
    Punto de congelación:  Tc = kc x m = 1.86 ºC kg/ mol x 0.634 mol/kg = 1.179 ºC  Como el agua se congela por debajo de los 0ºC 0ºC– 1,179 = - 1,179°C. Presión osmótica  La ósmosis es la tendencia que tienen los solventes a ir desde zonas de menor hacia zonas de mayor concentración de partículas.
  • 31.
    El efecto puedepensarse como una tendencia de los solventes a "diluir". Es el pasaje espontáneo de solvente desde una solución más diluida hacia una solución más concentrada, cuando se hallan separadas por una membrana semipermeable. Ecuación: ( π = (nRT) / V) Pi = C.R.T  C= molaridad o molailidad en donde:  n es el número de moles de partículas en la solución.  R = 8.314472 J · K-1 · mol-1  T = T en kelvin
  • 32.
    Halle la presión osmótica de una solución de glucosa que contiene 12 gr. de la sustancia en 500 ml de solución a una temperatura de 298ºK. M glucosa = 180 g / mol  Paso 1: Cálculo de la molalidad o molaridad  C = gr de soluto / Litros de solución x MM = 12 g / 0.51 x 180 g / mol = 0.13 g / mol.  Paso 2: Pi = C x R x T  = 0,13 g/mol x 0,082 x 298°K = 3.176 at