Fisicoquímicahttps://www.youtube.com/wat ch?v=w-06bHmzHQ0 Estado gaseoso Gas Sólido Líquido ESTADO GASEOSO Estado de la materia que se caracteriza por tener una gran energía cinética interna debido a que la fuerza de repulsión intermolecular es mayor que la de atracción, por eso los gases carecen de forma y volumen definido. Se define también como el estado caótico de la materia. Cambios de estado . . ISOTERMAS . -A bajas presiones y altas temperaturas los gases manifiestan un comportamiento ideal. -Se comporta similarmente ante los cambios de presión y temperatura pudiéndose comprimir o expandir fácilmente. .PROPIEDADES GENERALES -Toma la forma y el volumen del recipiente que lo contiene. .GAS IDEAL O PERFECTO -Gas imaginario que cumple exactamente con los postulados de la teoría cinética molecular. -Los gases manifiestan un comportamiento ideal a bajas presiones y altas temperaturas. o cuando cada unidad molecular se comporta en forma independiente de las otras. LEYES DE LOS GASES IDEALES -LEY DE BOYLE-MARIOTTE (Proceso isotérmico) T = cte V α 1/P 1 V K P P1V1 = P2V2 PV = K . -LEY DE CHARLES (Proceso isobárico) V P = cte V KT K T VαT V1/ T1 = V2/ T2 . -LEY DE GAY LUSSAC (Proceso isócoro) P V = cte P KT K T PαT P1/T1 = P2/T2 . volúmenes iguales de gases diferentes contienen igual número de moléculas pero diferente peso.-LEY DE AVOGADRO A las mismas condiciones de presión y temperatura. Para gas “A” V A = nA Para gas “B” VB = nB Si los gases ocupan igual volumen (VA = VB) nA = n B . LEY GENERAL DE LOS GASES IDEALES (Proceso isomásico) Deducción de la fórmula general: -Ley de Boyle: V α 1/P -Ley de Charles: V α T -Ley de Avogrado: V α n Combinando estas relaciones: V α nT P Si llamamos R a la constante de proporcionalidad nT V=R P . K o también: W PV RT M W W P M RT .L torr.4 mol. PV nRT donde : R Constante universal de los gases atm.ECUACIÓN UNIVERSAL DE LOS GASES IDEALES Relación matemática entre las cuatro variables de estado. V V P M RT .L R 0.082 62.K mol. . Ejemplo 1 . Solución . Ejemplo 2 . Solución . ......n .. Universal al estado 2: P2V2 R...n .( 1) T1 Aplicando Ec..(n cte) Aplicando Ec.....( 2) T2 Igualando Ec (1) y Ec (2): P1V1 P2V2 T1 T2 PV constante T ..Si : W cte. Universal al estado 1: P1V1 R.. Ejemplo 3 . Solución . Se puede considerar a una mezcla como una sola masa uniforme P : Pre s ióne je rc idapor la me z c la V : V olume noc upa dopor la me z c la T : Te mpe ra tura a bs oluta n : núme rode mole sde la me z c la n n A nB nC .MEZCLA DE GASES Se denomina mezcla gaseosa a la reunión de moléculas de dos o más gases sin que entre ellos se produzca una reacción química. Pt PA PB PC .LEY DE DALTON (Presiones parciales) La presión total. en una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los gases componentes. ... LEY DE AMAGAT (Volúmenes parciales) El volumen total ocupado por una mezcla gaseosa. Vt VA VB VC P VA P VB P VC . es igual a la suma de los volúmenes parciales de sus gases componentes. 0 X i 1 n t : Nú mero d e mo les d e la mezcla %Wi :Composición enEN masaPESO del componente -PORCENTAJE (%W) i Wi : Masa del componente i Wt : Masa de la mezcla gaseosa Wi %Wi 100 Wt . X A X B X C 1 2.COMPOSICIÓN DE UNA MEZCLA GASEOSA -FRACCIÓN MOLAR (Xi) ni Xi nt n i : Nú mero d e mo les d el co mp o n ente i Propiedades : 1. Ejemplo 4 . Solución . . .M n X n -FRACCIÓN DE PRESIÓN (Pi) f Pi Pi Pt -FRACCIÓN EN Vi VOLUMEN (Vi) fVi Vt ni Pi Vi Xi nt Pt Vt %Vi % Pi % ni .-PESO MOLECULAR PROMEDIO (Mt) M t M A X A M B X B M C X C .. GASES HÚMEDOS El gas seco al mezclarse con el vapor de agua. Pgh = Pgs + Pvapor . forma lo que se llama “gas húmedo”. KClO3 CON PEQUEÑA CANTIDAD DE MnO2 OXÍGENO MÁS VAPOR DE AGUA . . PRESIÓN DE VAPOR SATURADO (PVt°C) Máxima presión que ejerce el vapor de un líquido producido a una determinada temperatura.PRESIÓN DE VAPOR (PV) Presión que ejerce el vapor de un líquido a una determinada temperatura. estableciéndose un equilibrio dinámico entre la evaporación y la condensación. . normalmente para indicar el grado de saturación de vapor de agua en el medio ambiente o en un sistema aislado de aire húmedo HR PV PV o C 100 .HUMEDAD RELATIVA (HR) Se emplea solo para vapor de agua. De la ecuación anterior o HR C PV PV 100 Si el vapor está saturado: HR = 100% PV PV o C Si el vapor no está saturado: HR < 100% Pgh Pgs PV o C HR 100 . es 98.Ejemplo 5 Se hace burbujear una muestra de gas nitrógeno a través de agua líquida a 298 K. ¿Qué cantidad de nitrógeno hay en la muestra? . que está saturado con vapor de agua.7 kPa a 298 K. Se encuentra que la presión total del gas. y luego se recoge en un volumen de 750 mL. Solución . 000 m3 a una presión de 607.31•10-3 kPa•m3 /mol•K .9 kPa y una temperatura de 25 °C. Despreciando el volumen de agua que condensa dentro del tanque: a) Calcular el volumen del primer tanque b) Calcular la masa de agua que ha condensado en el segundo tanque Datos: Pv(H2O) a 20 °C = 2.00%.173 kPa R = 8.Ejemplo 6 En un tanque de volumen V1 se tiene aire húmedo a 20 °C y 101.3 kPa y con una humedad relativa del 80. Dicha masa de aire húmedo se traslada a un segundo tanque de volumen 1.333 kPa. En esta nueva situación. Pv(H2O) a 25 °C = 3. el aire está saturado de vapor de agua al 100%. 000 = 1.9 .987 m3 (101.2.000 = 244.2·8.31·10-3· 293 = 5.333·5.282 kmol 8.3.2 kmol 8.31·10-3 · 298 lo que nos permite determinar V1: V1 = 244.8·2.583 – 1.173·1.333·0.80) b) Calculamos los moles de agua en la condiciones 1 y 2 y luego los restamos: n1 = 0.978 = 4.173)·1. y los calculamos en las condiciones 2: n = (607.583 kmol n2 = 3.281)•18 = 59.31·10-3·298 Masa de agua condensada = (4.Solución a) Los moles de aire son los mismos en las condiciones 1 y 2.44 kg .3 .31·10-3·293 8. LEY DE DIFUSIÓN Y EFUSIÓN DE GRAHAM Difusión.-Es la mezcla gradual de moléculas de un gas con las moléculas de otro en virtud de sus propiedades cinéticas. . . .-Es el proceso mediante el cual un gas bajo presión escapa de un compartimiento de un recipiente a otro pasando a través de una pequeña abertura.Efusión. Difusión Efusión . Thomas Graham descubrió que: A las mismas condiciones de presión y temperatura las velocidades de difusión y efusión de dos gases son inversamente proporcionales a la raíz cuadrada de sus pesos moleculares o sus densidades.En 1846. V1 V2 M2 M1 V1 V2 2 1 . Ejemplo 7 Un gas desconocido que consta de moléculas atómicas homonuclerares efunde con una velocidad que es 0. Determine la identidad del gas desconocido .355 veces la del O2 a la misma temperatura. buscamos aquel elemento cuya masa molar sea la mitad de 254 es decir 227 g/mol por lo tanto el gas es I2 .Solución Sabiendo que es una molécual diatómica homonuclear.