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214 CAPÍTULO 5 Gases Para calcular la velocidad cuadrática media de las moléculas de gas. Ley de Graham de la difusión y efusión. Ecuación de van der Waals. Para calcular la presión de un gas no ideal. urms 5 B 3RT m (5.16) r1 r2 5 B m2 m1 (5.17) aP 1 an2 V 2 b1V 2 nb2 5 nRT (5.18) 1. A 258C y 1 atm, varios elementos y compuestos molecula- res existen en forma de gases. Los compuestos iónicos son sólidos más que gaseosos en condiciones atmosféricas. 2. Los gases ejercen presión porque sus moléculas se mueven libremente y chocan contra cualquier superi cie con la que hacen contacto. Las unidades de presión de los gases inclu- yen milímetros de mercurio (mmHg) o torr, pascales y atmósferas. Una atmósfera es igual a 760 mmHg, o 760 torr. 3. Las relaciones de presión y volumen de los gases ideales están gobernadas por la ley de Boyle: el volumen es inver- samente proporcional a la presión (a T y n constantes). 4. La ley de Charles y de Gay-Lussac describe las relaciones de temperatura-volumen de los gases ideales: el volumen es directamente proporcional a la temperatura (a P y n constantes). 5. El cero absoluto (2273.158C) es la menor temperatura teó- ricamente obtenible. La escala de temperatura Kelvin toma como 0 K el cero absoluto. En todos los cálculos de las leyes de los gases, la temperatura se debe expresar en kel- vins. 6. La ley de Avogadro describe las relaciones de cantidad y volumen de los gases ideales: volúmenes iguales de gases contienen el mismo número de moléculas (a la misma T y P). 7. La ecuación del gas ideal, PV 5 nRT, combina las leyes de Boyle, Charles y Avogadro. Esta ecuación describe el com- portamiento del gas ideal. 8. La ley de Dalton de las presiones parciales establece que, en una mezcla de gases, cada gas ejerce igual presión que si estuviera solo y ocupara el mismo volumen. 9. La teoría cinética molecular, una forma matemática de des- cribir el comportamiento de las moléculas de los gases, se basa en las siguientes suposiciones: las moléculas de los gases están separadas por distancias más grandes que las de sus propias dimensiones, poseen masa pero su volumen es despreciable, están en constante movimiento y con fre- cuencia chocan entre sí. Las moléculas no se atraen ni se repelen entre sí. 10. La curva de distribución de velocidades de Maxwell indica cuántas moléculas de un gas se mueven a las distintas velo- cidades a una temperatura dada. Cuando la temperatura se eleva, mayor número de moléculas se mueven a mayor velocidad. 11. En la difusión, dos gases se mezclan gradualmente entre sí. En la efusión, las moléculas del gas atraviesan un pequeño orii cio cuando están sometidas a presión. Ambos procesos están regidos por la misma ley matemática, la ley de la difusión y efusión de Graham. 12. La ecuación de van der Waals es una modii cación de la ecuación del gas ideal que toma en cuenta el comporta- miento no ideal de los gases reales. Hace correcciones con- siderando que las moléculas de un gas real sí ejercen fuerzas entre ellas y que además tienen volumen. Las cons- tantes de van der Waals se determinan experimentalmente para cada gas. Resumen de conceptos Barómetro, p. 176 Cero absoluto, p. 182 Constante de los gases (R), p. 184 Difusión, p. 207 Ecuación de van der Waals, p. 212 Ecuación del gas ideal, p. 184 Efusión, p. 209 Energía cinética (EC), p. 202 Escala de temperatura absoluta, p. 182 Escala de temperatura Kelvin, p. 182 Fracción molar, p. 198 Gas ideal, p. 185 Joule (J), p. 202 Ley de Avogadro, p. 183 Ley de Boyle, p. 178 Ley de Charles, p. 182 Ley de Charles y de Gay- Lussac, p. 182 Ley de Dalton de las presiones parciales, p. 196 Ley de la difusión de Graham, p. 209 Manómetro, p. 177 Newton (N), p. 175 Pascal (Pa), p. 175 Presión, p. 175 Presión atmosférica, p. 175 Presión atmosférica estándar (1 atm), p. 176 Presiones parciales, p. 195 Raíz de la velocidad cuadrática media (rms) (urms), p. 206 Temperatura y presión estándar (TPE), p. 185 Teoría cinética molecular de los gases, p. 202 Términos básicos
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