Transcript gases y termoquímica

Gases ideales
• Todos los gases se comportan en forma similar
a presión y temperaturas ordinarias. Esto dio
origen a las leyes de Gases Ideales que se
pueden aplicar a bajas Presiones (P) y altas
Temperaturas (T)
• En un gas ideal, se considera que:
– El tamaño de las partículas es despreciable
– No existen fuerzas de atracción ni repulsión entre las
partículas (moléculas)
• Los gases tienen comportamiento ideal a alta T y baja
P, es decir cuando están alejados del pasaje a liquido
Gay-Loussac a Volumen Constante
• La presión de una masa dada de gas a volumen
constante es directamente proporcional a la
temperatura absoluta (K)
P1 T 1

P2 T 2
P
 Cte
T
Gay-Loussac a Presión Constante
• El volumen ocupado por una determinada masa
gaseosa a Presión constante, es directamente
proporcional a la temperatura
V1 V 2

T1 T 2
V
 Cte
T
Boyle-Mariotte (T Constante)
El volumen ocupado por una determinada
masa gaseosa a T constante es inversamente
proporcional a la presión:
P1 P 2

V 2 V1
LEYES DE LOS GASES IDEALES
Los gases se estudian a través de cuatro parámetros volumen – presión –
temperatura y número de moles. Cada ley mantendrá constantes uno de estos
parámetros y estudiara el comportamiento de los otros tres.
LEY DE BOYLE - MARIOTTE
Esta ley establece que la presión de un gas en un
recipiente cerrado es inversamente
proporcional al volumen del recipiente, cuando
la temperatura es constante.
Al aumentar el volumen, las partículas del gas
tardan más en llegar a las paredes del
recipiente y por lo tanto chocan menos veces
por unidad de tiempo contra ellas. Esto
significa que la presión será menor ya que ésta
representa la frecuencia de choques del gas
contra las paredes.
Cuando disminuye el volumen la distancia que
tienen que recorrer las partículas es menor y
por tanto se producen más choques en cada
unidad de tiempo: aumenta la presión.
Lo que Boyle descubrió es que si la cantidad de gas
y la temperatura permanecen constantes, el
producto de la presión por el volumen siempre
tiene el mismo valor.
P * V = Cte
LEY DE CHARLES - GAY LUSSAC A
PRESION CONSTANTE
Al estudiar la relación entre el volumen y la
temperatura de una muestra de gas a presión
constante, cuando se aumentaba la
temperatura el volumen del gas también
aumentaba y al disminuir la temperatura el
volumen también disminuía.
Cuando aumentamos la temperatura del gas
las moléculas se mueven con más rapidez y
tardan menos tiempo en alcanzar las paredes
del recipiente. Esto quiere decir que el
número de choques por unidad de tiempo
será mayor. Es decir se producirá un
aumento (por un instante) de la presión en
el interior del recipiente y aumentará el
volumen.
Lo que Charles descubrió es que si la cantidad de
gas y la presión permanecen constantes, el
cociente entre el volumen y la temperatura
es constante.
V / T = Cte
Representación Gráfica
LEY DE GAY-LUSSAC A VOLUMEN
CONSTANTE
Esta ley Establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas
cuando el volumen es constante.
Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más
rápidamente y por tanto aumenta el número de choques contra las
paredes, es decir aumenta la presión ya que el recipiente es de
paredes fijas y su volumen no puede cambiar.
Gay-Lussac descubrió que, en cualquier momento de este proceso, el
cociente entre la presión y la temperatura siempre tenía el mismo
valor:
P / T = Cte
La unidad de temperatura absoluta es el grado kelvin es
necesariamente positiva t mayor que cero. El kelvin es la unidad
fundamental del sistema Internacional de Unidades
LEY DE DALTON – PRESIONES
PARCIALES
En una mezcla de gases ideales, la presión total ejercida es igual a la suma de las presiones parciales de
cada gas, el número de moles total es igual a la suma de los números de moles de cada gas
presente.
Se define como presión parcial de un gas en una mezcla, a la presión que ejercería en caso de ocupar él
solo el mismo volumen a la misma temperatura. Esto sucede porque las moléculas de un gas ideal
están tan alejadas unas de otras que no interactúan entre ellas.
La presión total es igual a la suma de las presiones parciales individuales de los gases que forman la
mezcla:
Pt = P1 + P2 + P3 + … + Pn
Numero total de moles :
Nt = N1 + N2 + … + Nn
La presión parcial responde a la ecuación:
P1 = Pt * N1/Nt
Dalton Ley de las presiones parciales
• En una mezcla de gases, la presión parcial de una gas
es la presión que ejercería si ocupara, el solo, el
volumen total del recipiente.
niRT
Pi 
V
Pt   Pi
Pi *V niRT

Pt *V ntRT
TEORIA CINÉTICA DE LOS GASES
Trata de explicar las propiedades y el comportamiento de los gases ideales en
base a un modelo mecánico también ideal.
La teoría cinética de los gases utiliza una descripción molecular para explicar el
comportamiento macroscópico de la materia y se basa en los siguientes
postulados:
•Los gases están constituidos por partículas que se mueven en línea recta y al
azar
•Este movimiento se modifica si las partículas chocan entre sí o con las
paredes del recipiente
•El volumen de las partículas se considera despreciable comparado con el
volumen del gas
•Entre las partículas no existen fuerzas atractivas ni repulsivas
•La Ec media de las partículas es proporcional a la temperatura absoluta del
gas
Gases reales
• No cumplen las leyes de los gases ideales
• Es un gas real: las moléculas tienen volumen
es decir el volumen no es despreciable
• Existen fuerzas de atracción y repulsión, estas
fuerzas son proporcionales al cuadrado de la
distancia
ecuación de van der waals
(P + a/v2) (v-nb)= nRT
donde a y b son Cte.
TERMOQUIMICA
1ER PRINCIPIO DE LA Termodinámica:
En un sistema aislado, la energía se conserva
• Ley de Lavoisier (Qformación=-Qdescomposición)
• Ley de Hess: el calor puesto en juego en una reaccioón química no
depende del camino seguido (La entalpía es una función de estado)
Cómo medir Qp
PARA MEDIR
REACCIÓN RÁPIDA
SIN REAC. PARALELAS
SIN REAC. EN SERIE
PARA CALCULAR
LEY DE LAVOISIER
LEY DE HESS
•
Hess
•
Como calcular Qp