GASES barómetro Unidades


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1 GASES Estado de la material: Alta Ec y bajas interacciones intermoleculares Son altamente compresibles y ocupan el volumen del recipiente que lo contiene. Cuando un gas se somete a presión, su volumen decrece. Forman siempre mezclas homogéneas con otros gases. Ocupan únicamente cerca del 0. % del volume del recipiente. La presión es la fuerza que actúa sobre un objeto por unidad de área: F A La gravedad promueve una fuerza de la atmósfera de la tierra resión atmosférica Una columna de aire de m ejerce una fuerza de 0 5 N. La presión de una columna de aire de m es 00 ka. Unidades SI: N = kg.m/s ; a = N/m. atm se mide con el barómetro. Evangelista Torricelli: Si un tubo es insertado en un recipient con Hg abierto a la atmósfera, el Hg subirá a 760 mm (a nivel del mar). atm estándar es la presión requerida para soportar 760 mm de Hg en una columna. atm depende de la altura. Unidades: atm = 760 mmhg = 760 torr = a = 0.35 ka.

2 La presión de los gases no abiertos a la atmósfera son medidos con manómetros. Un manómetro consiste de un bulbo con un gas conectado a un tubo en U que contiene Hg: Si gas < atm entonces gas + h = atm. Si gas > atm entonces gas = atm + h. Ley de Boyle El volumen de una cantidad fija de un gas es inversamente proporcional a su presión Boyle usó un manómetro para ver esto. Matematicamente: constante ; constante A gráfica de vs es una hipérbola. Similarmente, una gráfica de vs / debe ser una línea recta que pasa por el origen. Ley de Charles Un globo se expande cuando se calienta. El volumen de una cantidad fija de un gas a presión constante es directamente proporcional a su presión constante T constante ; Si T está en C, intercepto es -73.5C. Cero Absoluto 0 K = 73.5C. T

3 Ley de Gay-Lussac de olúmenes de Combinación: a una y T dadas, los volúmenes de gases que reaccionan entre si, están en proporciones de números enteros pequeños. Hipótesis de Avogadro: olúmenes iguales de un gas a una misma T y contendrá el mismo número de moléculas. Ley de Avogadro: El volumen de un gas a una y T dadas es directamente proporcional al número de moles de gas. Matemáticamente: constante n.4 L de cualquier gas a 0C contienen moléculas de gas. Ley de Boyle ( n, T constantes) Ley de Charles T ( n, constantes) Combinación Ley de Avogadro n (, T constantes) Si R es la constante de proporcionalidad, entonces: n La ecuación de los gases ideales nt R nt

4 Si = n ; y n y T son constantes, entonces = constante, entonces esto estará bajo la ley de Boyle Las otras leyes pueden derivarse similarmente. En general, si se tiene un gas a dos estados bajo un grupo de condiciones, entonces: n T n T La densidad tiene unidades de masa sobre volumen (g/ml; kg/m 3 ) Rearreglando la ecuación de los gases ideales con la masa molecular M, n n nm d M d M olúmenes de gases en Reacciones Químicas La ecuación de los gases ideales relaciona,, y T a un n de gas. n puede ser usado en cálculos estequiométricos. Ya que las moléculas de gas son lejanas unas de otras, es posible asumir que se comportan independientemente. Ley de Dalton: en una mezcla de gas, la presión será la suma de las presiones parciales de cada componente: Cada gas obedece a la ecuación de GI: 3 i ni n n3 Combinando las ecuaciones : n resiones parciales y fracciones molares: n i es el número de moles de un gas i ejerciendo una presión parcial i, entonces: donde i es la fracción molar del gas (n i /n t ). i i gas water

5 De la ecuación de GI: ara mol de gas, / = para todas En un gas real, / varía de significativamente. A altas presiones: la mayor desviación al comportamiento ideal. n Como la presión del gas aumenta, las moléculas están forzadas a estar más juntas. Como las moléculas están más juntas, el volumen del recipiente es más pequeño Los espacios más pequeños del recipiente, el mayor espacio del gas empieza a ocuparse. Menor distancia, más interacción. or lo tanto, a presiones más altas, el gas deja de ser ideal. Si la T aumenta, las moléculas se mueven mucho más rápido y tratan de buscar Ecuación de van deer Waals Corregir la ecuación para gases reales por volumen de moléculas y por interacciones intermoleculares. Ecuación van der Waals: n n a nb donde a y b son constantes empíricas. nb = por volumen n a = por interacciones n a nb n

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