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ESTADO GASEOSO
 

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    ESTADO GASEOSO ESTADO GASEOSO Presentation Transcript

    • Química 2012 Clase Nº 9 Estado GaseosoProfesor: Antonio Huamán 1
    • ESTADO GASEOSOConceptoEs uno de los tres estados de agregación de lamateria, se caracteriza principalmente porque lasmoléculas se encuentran grandemente distanciados,esto, porque las fuerzas de repulsión entre ellas esmucho mayor que las fuerzas de atracción. Se cumple: FR >>>> FA 2
    • Características Generales de los Gases Expansibilidad: Todo gas trata de ocupar el máximo volumen que le sea posible independientemente de los otros gases que lo acompañan. Comprensibilidad: Todo gas puede ser fácilmente comprimido a volúmenes pequeños. Difusión: Consiste en que las moléculas de un gas se trasladan a través de otro cuerpo material, debido a su alta energía cinética y alta entropía. Efusión: Todo gas puede pasar a través de orificios pequeños de una pared permeable o semipermeable. 3
    • Variables de EstadoSon parámetros termodinámicos que determinan elcomportamiento del estado gaseoso. Estas variables son:Presión (P): La presión de un gas se origina por el choque desus moléculas con las paredes del recipiente que lo contiene.Cuanto más moléculas choquen mayor será la presión y cuantomás rápido se muevan (que es lo mismo que estar a mayortemperatura), mayor será la presión.La presión del gas debe serabsolutaPabsoluta = Pmanométrica + PatmosféricaA nivel del mar la presión atmosféricaes:Patm = 1atm = 760mmHg = 101,3 kPa 4
    • Volumen (V): El gas ocupa todo elvolumen del recipiente, por lo tantosu volumen es igual a la capacidadque tiene el recipiente.Unidad: L, mL, m3 Equivalencia: 1L = 1000mL = 1000cm3 1m3 = 1000LTemperatura (T): En un gas latemperatura es una magnitud (algoque podemos medir) que se relacionacon la medida de la velocidad mediacon que se mueven las partículas(por lo tanto con su energía cinética onivel de agitación).La temperatura del gas debe serabsoluta: Kelvin (K) o Rankine (R) K = °C + 273 5
    • Teoría Cinética Molecular de los Gases IdealesBoltzman, Clausius y Maxwell relacionan las propiedadesmecánicas de las moléculas (gas) con la P, V, T. Lospostulados de esta teoría son las siguientes : Las sustancias están constituidas por moléculas pequeñísimas ubicadas a gran distancia entre sí; su volumen se considera despreciable en comparación con los espacios vacíos que hay entre ellas. Las moléculas de un gas son totalmente independientes unas de otras, de modo que no existe atracción intermolecular alguna. Las moléculas de un gas se encuentran en movimiento continuo, en forma desordenada; chocan entre sí y contra las paredes del recipiente, de modo que dan lugar a la presión del gas Los choques de las moléculas son elásticos, no hay pérdida ni ganancia de energía cinética, aunque puede existir transferencia de energía entre las moléculas que chocan. La energía cinética media de las moléculas es directamente 6 proporcional a la temperatura absoluta del gas; se considera
    • De acuerdo con los postulados enunciados, podemos hacernos una imagen clara y concisa de los gases. Nota:Gas ideal: Es un gas hipotético, que cumple exactamente con lateoría cinética molecular de los gases.Gas Real: Es todo gas existente y que entre sus moléculas existentodas las interacciones propias de su naturaleza molecular.Observación:A bajas presiones y altas temperaturas, un gas real tiende a tenercomportamiento ideal. 7
    • Ecuación Universal de los Gases IdealesSe denomina también ecuación de estado y relaciona las 3variables fundamentales (presión, volumen y temperatura)con la cantidad de gas expresada en MOL. P.V = R → R.T.n Cte. universal de gases V → Volumen del gas (litros) T → Temperatura del gas (Kelvin) P → Presión absoluta del gas W además : n = M donde : n = número de moles w = peso M = peso molecular 8
    • Valores de "R" atm . L mmHg . L R = 0,082 R = 62,4 mol.K mol.KEjemplo: (UNMSM-2006-II) Calcule la presión (en atm)de 160g de metano (CH4) contenidos en un recipientede 2L a una temperatura de 300K.P.A ( C=12 , H=1 ) ; R=0,082 atm.L/ mol.KSolución: 9
    • Ecuación General de los Gases IdealesPermite caracterizar cambios de estados de un sistemagaseoso siempre y cuando la masa permanezca constantees decir el cambio de estado se deba producir por cambiosen las variables de estado (P, V, T) Condición inicial Condición final m: cte V2 V1 P1 , T1 , D1 P2 , T2 , D2 P1 V1 P2 V2 P P2 = 1 = T1 T2 D1T1 D2T2 10
    • Ejemplo: (CEPRE-UNMSM) Una muestra de 1,00L deun gas es recolectada a 27ºC y 1,25 atm. ¿Cuál es lapresión del gas a 183ºC si el volumen es de 5,00L?Solución: 11
    • Procesos Restringidos Son procesos isomásicos, donde una de las variables de estado permanece constante o restringida, mientras que las otras dos varían.• Ley de Boyle – Mariotte (Proceso isotérmico) Si la masa y la temperatura de un gas permanece constante, el volumen de dicho gas varia inversamente proporcional a su presión absoluta. Matemáticamente: PV = constante Para 2 estados diferentes: Robert Boyle P1V1 = P2V2 = K 12
    • Ejemplo: (CEPRE-UNMSM) Un gas en un globo paraobservaciones meteorológicas tiene un volumen de1,50L a una presión de 1 atm. Suponiendo que latemperatura es constante, ¿a qué volumen, en litros,se expandirá el gas en el globo al ascender a 2500m sila presión a esta altura es de 0,75 atm.?Solución: 13
    • 2. Ley de Charles (Proceso isobárico) Si la masa y la presión de un gas permanece constante, el volumen de dicho gas varia directamente proporcional con la temperatura absoluta. Matemáticamente: V / T = constante Para 2 estados diferentes: Jacques CharlesEjemplo: (CEPRE-UNMSM) En un proceso isobárico,una muestra de cloro ocupa un volumen de 200mL a127°C. Determine el volumen en litros que ocuparía aldescender su temperatura hasta 27°C.Solución: 14
    • 3. Ley de Gay Lussac (Proceso isócoro) Si la masa y el volumen de un gas permanece constante, la presión absoluta de dicho gas varia directamente proporcional con la temperatura absoluta. Gay Lussac 15
    • Matemáticamente: P / T = constante Para 2 estados diferentes:Ejemplo: (UNMSM-2005-II) En un balón de 50mL,herméticamente cerrado, se colocó un gas ideal;luego, se incrementó la temperatura absoluta del gasen 100%. ¿En qué porcentaje se incrementará lapresión?Solución: 16
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