Explorando el Comportamiento de los Gases: Propiedades, Leyes y Teoría Cinético-Molecular

Gases

Propiedades de los gases

• Presión (P): Relación de una fuerza en el área que la afecta. P = Fuerza / Área. 1 atm = 760 mmHg = 760 torr. 1 torr = 1 mmHg.
• Temperatura (T): Intensidad de calor. Cuando la temperatura cambia, también lo hace el volumen. Generalmente, la temperatura de un gas debe estar en Kelvin (K). K = °C + 273.15.
• Volumen (V): Espacio ocupado por la materia. Todos los gases de manera espontánea ocupan el espacio que se les proporciona (difusión), normalmente medido en litros (L). 1 L = 1000 mL = 1000 cc.
• Moles (n): Un mol de un gas a una presión y temperatura particulares ocupa un cierto volumen. Cuando se tiene un mol de una mezcla de gases, todos ocupan el mismo volumen a la misma temperatura dada, pero cada gas ejerce su propia presión (presión parcial).

Teoría cinético-molecular

• Las partículas gaseosas son diminutas.
• Distancia muy grande entre moléculas comparadas con su tamaño.
• No hay atracción entre moléculas.
• Movimiento en todas direcciones.
• Colisión elástica.
• Energía cinética media (Ec) es la misma para todos los gases a la misma temperatura.

Ley general de los gases ideales

PV = nRT

Leyes de los gases

• Ley de Boyle: (Temperatura constante) El volumen de una cantidad fija de gas es inversamente proporcional a su presión. P1 * V1 = P2 * V2
• Ley de Charles: (Presión constante) El volumen de una masa fija de cualquier gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta (SIEMPRE EN KELVIN). V1 / T1 = V2 / T2
• Ley de Charles-Gay-Lussac: (Volumen constante) La presión de una masa fija de cualquier gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta (SIEMPRE EN KELVIN). P1 / T1 = P2 / T2
• Ley Combinada: (n constante, siempre en Kelvin) (P1 * V1) / T1 = (P2 * V2) / T2

Volumen molar normal

P * V = nRT

V = (1 mol * 0.082 * 273.15) / 1

V = 22.4 L (volumen normal de cualquier gas)

Ley de Avogadro

(A la misma presión y temperatura, volúmenes iguales de todos los gases contienen el mismo número de moléculas/equilibrio de ecuación)

V1 / n1 = V2 / n2

Volumen Molar normal

(Volumen ocupado por un mol cualquiera de gas a temperatura y presión normal, se conoce como volumen molar normal y tiene un valor de 22.4 L)

Ley de Dalton de las presiones parciales

(La presión total ejercida por una mezcla de gases ideales es la suma de las presiones parciales de cada gas)

Pt = Pa + Pb + Pc...

Presiones parciales y fracción molar (Ley de Raoult)

(La presión parcial ejercida por un gas A en una mezcla de gases se puede determinar en función de la presión total y la fracción molar de ese gas Xa)

Pa = Xa * Pt

Gases reales: Ecuación de Van der Waals

(El comportamiento no ideal (desviación de las leyes de gases ideales) es más significativo a presiones altas o temperaturas bajas)

(P + ((n^2 * a) / V^2)) * (V - nb) = nRT