Transcript leyes experimentales de los gases

LEYES EXPERIMENTALES DE LOS
GASES
NIVEL: 4º E.S.O.
MARÍA RUIZ FERNÁNDEZ
MAGNITUDES QUE PERMITEN
ESTUDIAR EL COMPORTAMIENTO DE
LOS GASES
• PRESIÓN.- P. En el S.I. se mide en Pascales (Pa). También se
usan atmosferas ( 1atm = 10 5 Pa) y milímetros de mercurio ( 1
atm = 760 mm Hg).
• VOLUMEN.- V. En el S.I. se mide en metros cúbicos ( m3).
También se utilizan los litros y los submúltiplos.
• TEMPERATURA ABSOLUTA.- T. En el S.I. se mide en Kelvin
(K). Se relaciona con la temperatura centígrada según:
T(K) = T (º C) +273,15
• CANTIDAD DE SUSTANCIA.- n. En el S.I. se mide en moles.
El comportamiento de los gases no depende de la masa, sino del
número de moles.
LEY DE BOYLE-MARIOTTE
Robert Boyle ( 1627-1691).- Irlandés que llego a ser director de
la Compañía de las Indias Occidentales, debatió sobre la “ nueva
Filosofía” ( lo que ahora llamamos ciencia) y fundo el Colegio
Invisible, que acabo en el Royal Society de Londres, dedicada al
estudio de la naturaleza. Estudio los gases, construyo una
máquina neumática y en 1660 publicó los resultados de sus
experimentos con ella.
Edme Mariotte ( 1630-1684).- Abad francés, fue miembro de la
Académie de Sciences de Paris y uno de los pioneros en la medida de
la presión atmosférica y en hacer previsiones meteorológicas a partir
de ella. En 1676 publicó la confirmación de la Ley de Boyle.
LEY DE BOYLE-MARIOTTE
Ley de Boyle- Mariotte. A temperatura constante, el volumen ocupado
por un gas es inversamente proporcional a la presión a la que es
sometido
LEY DE BOYLE-MARIOTTE
Matemáticamente, siendo k una constante, esta ley se puede expresar :
P= K/V
ó
P·V=K
Otra manera, es formular la ley tomando los valores de presión y
temperatura en dos condiciones diferentes (1) y (2).
P1·V1 = P2·V2
Ejercicio 1.-En un recipiente se tienen 30 litros de nitrógeno a
20°C y a una atmósfera de presión. ¿A qué presión es necesario
someter el gas para que su volumen se reduzca a 10 litros?
LEY DE CHARLES
Jacques Alexandre César Charles ( 1746-1823).- Francés, perfecciono
los globos aerostáticos de los hermanos Montgolfier llenándolos de
hidrogeno en lugar de aire caliente. Descubrió la de variación de la
presión de los gases a volumen constante, pero no llego a publicar su ley .
Ley de
Charles.- A
presión
constante, el
volumen que
ocupa una
muestra de gas
es
directamente
proporcional a
las
temperaturas
absolutas que
soportan
LEY DE CHARLES
Ley de Charles.- A presión constante, el volumen que ocupa una
muestra de gas es directamente proporcional a las temperaturas
absolutas que soportan
Matemáticamente, siendo k una constante, esta ley se puede expresar :
V= K·´T
ó
V/T = K
Otra manera, es formular la ley tomando los valores de volumen y
temperatura en dos condiciones diferentes (1) y (2).
V1·T1= V2·T2
Ejercicio 2.- A 1,5 atmósferas y 25 °C el volumen de un gas es
de 600 cm3, si la presión permanece inalterable ¿Cuál será el
volumen del gas a 20 °C?
LEY DE GAY-LUSSAC
Ley de Gay-Lussac.- A volumen constante, la presión que ejerce el gas
es directamente proporcional a la temperatura absoluta que soporta.
Matemáticamente, siendo k una constante, esta ley se puede expresar :
P= K·´T
ó
P/T = K
Otra manera, es formular la ley tomando los valores de volumen y
temperatura en dos condiciones diferentes (1) y (2).
P1/T1= P2/T2
Ejercicio 3.- Un gas en un recipiente de 2 litros a 293 K y
560 mmHg. ¿A qué temperatura en °C llegará el gas si
aumenta la presión interna hasta 760 mmHg?
RESUMEN
LEY GENERAL DE LOS GASES
IDEALES
Para una misma masa gaseosa (por tanto, el número de moles «n» es
constante), podemos afirmar que existe una constante
directamente proporcional a la presión y volumen del gas, e
inversamente proporcional a su temperatura.
LEY GENERAL DE LOS GASES
IDEALES
Para una misma masa gaseosa (por tanto, el número de moles «n»
es constante), podemos afirmar que existe una constante
directamente proporcional a la presión y volumen del gas, e
inversamente proporcional a su temperatura.
De acuerdo al enunciado se puede establecer la siguiente
expresión matemática:
P1·V1 / T1 = P2·V2/ T2
Ejercicio 3.- Una masa gaseosa ocupa u volumen de 2,5
litros a 12 °C y 2 atm de presión. ¿Cuál es el volumen del
gas si la temperatura aumenta a 38°C y la presión se
incrementa hasta 2,5 atm?
LEY DE DALTON
John Dalton (1766 – 1844). Fue un naturalista, químico, matemático y
meteorólogo británico. En 1794, Dalton fue elegido miembro de la Sociedad
Filosófica y Literaria de Mánchester, informalmente conocida como «Lit &
Phil», ante la que unas semanas más tarde presentó su primer trabajo,
Hechos extraordinarios relacionados con la visión de los colores, en el que
postulaba que las deficiencias en la percepción del color se deben a
anomalías del humor vítreo. Aunque su teoría fue desacreditada estando él
mismo en vida, la investigación profunda y metódica que realizó sobre su
propio problema visual causó una impresión tal que su nombre se convirtió en
el término común para designar la ceguera al color, el daltonismo.
Dalton dejó instrucciones de que sus ojos fueran conservados, lo que ha
permitido que análisis de ADN publicados en 1995 demostraran que Dalton
en realidad tenía un tipo menos común de ceguera al color, la deuteranopía,
en la que los conos sensibles a longitudes de onda medianas faltan, en lugar
de funcionar con una forma mutada de su pigmento, como en el tipo más
común de ceguera al color. En 1800, Dalton se convirtió en secretario de la
Sociedad Literaria y Filosófica de Mánchester, y al año siguiente dio una
serie de conferencias, bajo el título Ensayos experimentales, sobre la
constitución de las mezclas gases; sobre la presión de vapor de agua y otros
vapores a diferentes temperaturas, tanto en el vacío como en aire; en
evaporación, y acerca de la expansión térmica de los gases.
LEY DE DALTON
Ley de Dalton.- La presión total de una mezcla es igual a la suma de las
presiones parciales que ejercen los gases de forma independiente
De acuerdo con el enunciado de ésta ley, se puede deducir la
siguiente expresión matemática:
P. total= P1 + P2 + P3 + ....
En donde: P1, P2, P3, ... = Se refiere a las presiones parciales
de cada gas.
Para hallar la presión parcial de cada gas en una mezcla, es
necesario multiplicar la presión total por la fracción molar
respectiva al gas. Estableciendo la siguiente expresión
matemática:
Pparcial= X(gas) . Ptotal
X= Fracción Molar
Ejercicio 4.- Una muestra de aire solo contiene nitrógeno y oxígeno
gaseoso, cuyas presiones parciales son 0,80 atmósfera y 0,20
atmósfera, respectivamente. Calcula la presión total del aire.
GRACIAS POR VUESTRA
ATENCIÓN