Clase 2 FQ

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FISICA-QUIMICA
3S B
Mezclas de Gases: Ley de Dalton de las 
presiones parciales
• La presión total (PT) ejercida por una mezcla de gases ideales, es la 
suma de las preciones parciales (PA, PB…. de cada gas)
• La presión parcial de un gas, es la que tendría éste si estuviese solo, 
ocupando todo el volumen y a la misma temperatura
PT=PA+PB
PA=nA.R.T/V
PB=nB.R.T/V
Fracción molar: Se define como el 
cociente entre los moles de soluto y 
el total de moles de los componentes 
presentes.
• La fracción molar siempre va a ser 
menor que 1
La suma de las presiones A y B muestra el número de moles totales 
(n= nA+nB).
En la mezcla de gases, la presión total depende del total de moles 
presente
PT=P1+ P2 + P3+ …….Pn
XA=nA / nT
Ejemplo de Fracción molar de 
una mezcla de gases:
O=2
N=4
Ar=3
X Oxígeno= 2 / 9 = 0,22
nT mezcla= 
2+4+3= 9
X Nitrógeno= 4/9 = 0,44
X Argón= 3/9 = 0,33
N
úm
er
o 
de
 m
ol
es
Conceptos a desarrollarse:
• Caracterís)cas generales de los estados de agregación. Concepto de 
fases 
• Ecuaciones de estado, F(p, t, V, m) = 0, 
• Diagrama de fases. 
• Tipos de diagramas
• Interacciones intermoleculares. 
Estados de agregación.
Concepto de fase y de ecuaciones de fase
Estados de agregación
Una sustancia se puede 
presentar en estados
Sólido Líquido
Gaseoso
Estados de 
agregación
Distribuciones de átomos 
diferentes y reconocibles por 
sus propiedades externas o 
frente a cambios
Ej. Carbono grafito
Carbono diamante
Es necesaria más información para 
describir la sustancia
FASES
FASES
• La fase de un sistema es la región de un sistema que está separada de 
otras por superficies límites definidos. 
• En cada fase, las propiedades intensivas, como presión, temperatura, 
densidad, son las mismas en todas las direcciones del espacio
• Algunas propiedades experimentan cambios al ingresar a otra fase. 
• Otras propiedades no pueden cambiar al pasar de una fase a otra: T
En las mismas condiciones 
ambientales:
Grafito: estable
Diamante: metaestable 
(manFene su estabilidad en un 
periodo de Fempo)
Metaestable Estable
Cambios energéticos que gobiernan la 
cinética del proceso de cambio de fase
Para caracterizar un sistema de fases en 
equilibrio, esté o no consFtuido por una 
sustancia pura o más de una sustancia: 
• Presión
• Densidad
• Temperatura
• Concentración
Definir el estado de 
equilibrio del un 
sistema
Ej. Muestra de H2O a 25ºC no es suficiente
Vapor puro Líquido puro Equilibrio l-v
Presión
Presión de vapor: presión a la que un 
líquido y un vapor coexisten en equilibrio 
de fases.
P sistema > P vapor: fase líquida.
P sistema < P vapor: fase vapor o gaseosa. 
Diagramas de fase para una sustancia pura 
• Los diagramas de fase representan los posibles estados de equilibrio 
de un sistema.
• El equilibrio entre dos fases puede estudiarse en un amplio intervalo 
de temperaturas. 
• Los valores correspondientes a las presiones de equilibrio entre fases 
de una misma sustancia se pueden representar mediante curvas 
con<nuas en ciertos intervalos de temperatura y describir mediante 
ecuaciones relaVvamente sencillas para su estudio. 
• Estas curvas pueden intersecarse entre sí, 
y esto define situaciones de equilibrio
• En el caso de una sustancia pura, 
determinan la existencia de tres fases 
disVntas en equilibrio.
• La situación de presión y temperatura en 
la que coexisten tres fases en equilibrio 
para una sustancia pura, se denomina 
punto triple. Punto triple del Agua
Diagrama de fases:
• Es la descripción de los 
equilibrios de fases en forma 
gráfica en dos y/o tres 
dimensiones
• ConVene la información 
relevante sobre las fases puras y 
sus posibles equilibrios entre 
fases. 
Ecuaciones de estado para una sustancia pura 
Para cada sustancia pura es posible hallar una ecuación de 
estado F (p, V,t,w)=0 que describa todos los posibles estados de 
equilibrio asociados con esta superficie para cada temperatura, 
presión, volumen y masa, w de sustancia. 
Isotermas 
• La ecuación de estado toma la forma F(p,V) = 0 a t y w constantes
• En gases, la presión se puede escribir como una función de la inversa 
del volumen y viceversa. 
• En líquidos y sólidos se emplea el coeficiente de compresibilidad 
isotérmico:
Cambio fraccional de volumen en 
función del cambio de presión
Procesos a temperatura constante
La ecuación puede integrarse bajo la 
consideración de V no cambia con la presión, 
con lo que se obFene: 
V = C − β ⋅V0 ⋅ p
En esta expresión, C es una constante de 
integración cuyo valor se determina a parFr del 
conocimiento del volumen de la sustancia a 
una determinada presión y V0 es el volumen de 
la sustancia a una presión definida.
El volumen disminuye como una 
función aproximadamente lineal de 
la presión. 
Los gases se comprimen con mayor facilidad en condiciones de p 
ambiente en comparación con los líquidos y los sólidos:
β∝ 1/p en gases
β∝5x10-5 atm-1 en líquidos 
β∝5x10-6 atm-1 en sólidos 
Isocoras
• Una isocora muestra la dependencia de la presión con la temperatura 
en condiciones de volumen y masa constantes (esto es, a densidad 
constante del sistema): F(p,t) = 0.
• En el caso de gases, es posible representar la dependencia de la 
presión con la temperatura mediante:
Procesos volumen constante
p0: presión que ejerce a 0°C una masa de gas que ocupa el volumen V.
αV describe la tasa de cambio de la presión por cada grado de aumento de la 
temperatura del sistema.
Isobaras
• Una isobara muestra la dependencia del volumen con la temperatura 
en condiciones de presión y masa constantes: F(V,t) = 0.
• Para los gases, es posible representar la dependencia del volumen 
con la temperatura mediante la expresión:
• V0: volumen que ocupa la masa del gas a 0°C a la presión de trabajo. 
• αp: tasa de cambio del volumen por cada grado de aumento de la 
temperatura del sistema
Procesos a presión constante
• En el caso de líquidos y sólidos es más conveniente emplear el 
coeficiente de dilatación cúbico 
• Los gases se expanden con mayor facilidad que los líquidos y los 
sólidos, hecho que se muestra en los valores más o menos 
aproximados del coeficiente de dilatación para las disVntas fases. 
Regla de las fases de 
Gibbs:
F: g.libertad
P: fases 
C: num. componentes
2: num .Variables de 
estado (T,P)
Es la fracción másica 
de vapor en una 
mezcla líquido-vapor.
https://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_(estado)
https://es.wikipedia.org/wiki/L%25C3%25ADquido