GasesCaptulo 5Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.

Elementos que existen como gases a 250C y 1 atmsfera5.1

5.1

Los gases adoptan el volumen y forma del recipiente que los contiene. Se consideran los ms compresibles de los estados de la materia. Cuando se encuentran confinados en el mismo recipiente se mezclan uniforme y completamente. Cuentan con densidades mucho menores que los lquidos y slidos. 5.1Caractersticas fsicas de los gases

Unidades de presin1 pascal (Pa) = 1 N/m21 atm = 760 mmHg = 760 torr1 atm = 101,325 Pa5.2Presin = Presinatmosfrica

Nivel del mar1 atm4 millas0.5 atm10 millas0.2 atm5.2Columnade aire

5.2Manmetros usados para medir las presiones de los gasesGasGasVaco

5.3Como P (h) AumentaV DisminuyeAparato para estudiar la relacin entre presin y volumen de un gas

P a 1/VP x V = constanteP1 x V1 = P2 x V25.3Ley de Boyle

Una muestra de gas del cloro ocupa un volumen de 946 mL a una presin de 726 mmHg. Cul es la presin del gas (en mmHg) si el volumen est reducido a temperatura constante de 154 mL? P1 x V1 = P2 x V2P1 = 726 mmHgV1 = 946 mLP2 = ?V2 = 154 mLP2 = = 4460 mmHg5.3

Como T Aumenta V Disminuye5.3Expansin y contraccin del gasTubocapilarMercurioTemperaturabajaTemperaturaalta

Variacin del volumen de gas con la temperaturaa presin constante5.3V a TV = constante x TV1/T1 = V2/T2T (K) = t (0C) + 273.15 Ley deCharles y Gay-Lussac

Una muestra de gas de monxido de carbono ocupa 3.20 L a 125 C. A qu temperatura el gas ocupar un volumen de 1.54 L si la presin permanece constante? V1 = 3.20 LT1 = 398.15 KV2 = 1.54 LT2 = ?T2 = = 192 K5.3V1/T1 = V2/T2

Ley de AvogadroV a nmero de moles (n)V = constante x nV1/n1 = V2/n25.3molculasvolmenesmolculamolesmolemolculasvolmenesvolumenmoles

El amoniaco se quema en oxgeno para formar xido ntrico (NO) y vapor de agua. Cuntos volmenes de NO se obtiene de un volumen de amoniaco a la misma temperatura y presin? A T y P constante 5.3

Ecuacin del gas ideal5.4Ley de Charles : V a T (a n y P constante)Ley de Avogadro : V a n (a P y T constante)Ley de Boyle : V a (a n y T constante)V = constante x = RR es la constante de gasPV = nRT

PV = nRTR = 0.082057 L atm / (mol K)5.4

Cul es el volumen (en litros) ocupado por 49.8 g de HCl a TPE? PV = nRTT = 0 0C = 273.15 KP = 1 atmV = 30.6 L5.4

El argn es un gas inerte usado en las bombillas para retardar la vaporizacin del filamento. Una cierta bombilla que contiene argn a 1.20 atm y 18 C se calienta a 85 C a volumen constante. Cul es la presin final del argn en la bombilla (en atm)? PV = nRTn, V y R son constantes= constante= 1.48 atm5.4

Clculos de densidad (d)d = m es la masa del gas en gM es la masa molar del gasMasa molar (M ) de una sustancia gaseosa M =d es la densidad del gas en g/L5.4

Estequiometra de los gases5.60 g C6H12O6= 0.187 mol CO2V = = 4.76 L5.5Cantidad de reactivo gramos o volumenMoles dereactivoMoles deproductoCantidad de reactivo gramos o volumen

Ley de Dalton de las presiones parcialesV y T son constantesP1P2Ptotal = P1 + P25.6Combinacinde gases

Considere un caso en que dos gases , A y B, estn en un recipiente de volumen V.nA es el nmero de moles de AnB es el nmero de moles de BPT = PA + PBPA = XA PTPB = XB PTPi = Xi PT5.6

Una muestra de gas natural contiene 8.24 moles de CH4, 0.421 moles de C2H6, y 0.116 moles de C3H8. Si la presin total de los gases es 1.37 atm, cul es la presin parcial del propano (C3H8)?Pi = Xi PTXpropano = PT = 1.37 atm= 0.0132Ppropano = 0.0132 x 1.37 atm= 0.0181 atm5.6

Teora cintica molecular de los gasesUn gas est compuesto de molculas que estn separadas por distancias mucho mayores que sus propias dimensiones. Las molculas pueden considerarse como puntos, es decir, poseen masa pero tienen un volumen despreciable. Las molculas de los gases estn en movimiento constante en direcciones aleatorias. Las colisiones entre las molculas son perfectamente elsticas. Las molculas de gas no ejercen fuerzas atractivas ni repulsivas entre s. La energa cintica promedio de las molculas es proporcional a la temperatura del gas en kelvins. Cualquiera de los dos gases a la misma temperatura tendrn la misma energa cintica promedio.5.7

Botella llena de oxgeno gaseoso y vapor de agua5.6Botella llenndose con oxgeno gaseosoBotella llena de agua lista para colocarse en la tina de plstico

Teora cintica de los gases yCompresibilidad de los gasesLey de BoyleP a velocidad de colisin con las paredesVelocidad de colisin a densidad numricaDensidad numrica a 1/VP a 1/VLey de CharlesP a velocidad de colisin con las paredes Velocidad de colisin a energa cintica promedio de las molculas de gasEnerga cintica promedio a TP a T5.7

Teora cintica de los gases yLey de AvogadroP a velocidad de colisin con las paredesVelocidad de colisin a densidad numricaDensidad numrica a nP a nLey de Dalton de las presiones parcialesLas molculas no se atraen o repelen entre s P ejercida por un tipo de molcula no se afectar por la presencia de otro gas Ptotal = SPi5.7

Aparato para estudiar la distribucin de la velocidad molecular 5.7MolculaslentasMolculasrpidasMotorA la bomba de vacoDetectorAlternador conrendija giratoriaHornoDetectorMolculascon velocidadpromedio

La distribucin de las velocidadespara molculas de gas nitrgenoa tres temperaturas diferentes5.7Velocidad molecularVelocidad molecularVelocidad molecularVelocidad molecular

Difusin de gas es la mezcla gradual de las molculas de un gas con molculas de otro gas en virtud de sus propiedades cinticas. 5.7NH317 g/molHCl36 g/mol

Desviacin del comportamiento ideal1 mol de gas idealPV = nRT5.8Fuerzas de repulsin Fuerzas de atraccinGas ideal

Efecto de las fuerzas intermoleculares sobre la presin ejercida por un gas5.8