Ley de los gases

LEY DE LOS GASES

JUAN GUILLERMO CAMACHO SUAREZ

• Un gas es una sustancia cuyas moléculas están en constante movimiento las cuales ejercen presión y generan calor o temperatura. Las moléculas de un gas ocupan un lugar y tienen volumen. La masa de un gas representa el tamaño el número de moléculas.

TEMPERATURA

• La temperatura es un propiedad física de los gases. A temperaturas altas sus moléculas se mueven más rápido. La temperatura se puede expresar en Kelvin K = °C + 273. En escala K, 0 K = -273 Celsius

PRESIÓN

• Presión (P) está determinada por la frecuencia de movimiento de las moléculas contra una superficie. En fisiología pulmonar la presión de un gas se expresa en mmHg o en Torr (1 mmHg = 1Torr). La presión del aire a nivel del mar es igual a760 mmHg. La presión de un gas disuelto en líquido se llama tensión del gas.

• La Presión de vapor de agua (P H2O), corresponde al agua en fase gaseosa. El vapor de agua ejerce presión. La presión de vapor de agua depende de la temperatura. El aire inspirado después de su paso por las vías respiratorias superiores se encuentra saturado con vapor de H2O.

VOLUMEN

• El Volumen (V) es el espacio ocupado por un gas. El gas es compresible y su volumen estará determinado por el espacio ocupado. Si un gas se comprime, supresión y volumen se modificarán de acuerdo a las leyes de los gases.

LEY DE DALTON

• La suma de las presiones parciales de los gases será igual a la presión total. La suma de las presiones individuales de los gases en el aire será igual a la presión atmosférica (PB).

• PB = P1 + P2 + P3 +...... O; • PB = PN2 + PO2 + PH2O + PCO2

LEY DE AVOGADRO• Volúmenes iguales de gases a la misma temperatura y

presión contiene igual número de moléculas. A 273 °K y 760 mmHg. el número de moléculas siempre ocupará 22.4 L. El número de Avogadro = 6.02 x 1023 es el número de moléculas en una masa de gas igual a su peso molecular en gramos.PM O2 = 32, entonces 32 gr. de O2 contienen 6.02 x 10 23 moléculas. Es aquella en el que las constantes son Presión y Temperatura, siendo el Volumen directamente proporcional al Número de moles (n) matemáticamente, la fórmula es:

LEY DE BOYLE - MARIOTTE• Cuando el volumen y la presión de una cierta cantidad

de gas es mantenida a temperatura constante, el volumen será inversamente proporcional a la presión: V = KP (Donde K es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes). Cuando aumenta la presión, el volumen disminuye; si la presión disminuye el volumen aumenta. El valor exacto de la constante k , no es necesario conocerlo para poder hacer uso de la Ley; si consideramos las dos situaciones, manteniendo constante la cantidad de gas y la temperatura, deberá cumplirse la relación:

LEY DE GAY - LUSSAC

• La presión de un gas que se mantiene a volumen constante, es directamente proporcional a la temperatura:

• Es por esto que para poder envasar gas, como gas licuado, primero se ha de enfriar el volumen de gas deseado, hasta una temperatura característica de cada gas, a fin de poder someterlo a la presión requerida para licuarlo sin que se sobrecaliente, y, eventualmente, explote.

LEY DE CHARLES

• A una presión dada, el volumen ocupado por un gas es directamente proporcional a su temperatura. Matemáticamente la expresión es:

LEY DE GRAHAM

• Se refiere a la velocidad con que se mueven las moléculas de un gas en relación a su tamaño. A una Tº dada las moléculas pequeñas se mueven más rápidamente y difunden con más rapidez que las de mayor tamaño. Establece que bajo condiciones iguales la velocidad de difusión es inversamente proporcional a la raíz cuadrada del PM del gas que difunde.

LEY DE HENRY• Fue formulada en 1803 por William Henry. Enuncia que a

una temperatura constante, la cantidad de gas disuelta en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial que ejerce ese gas sobre el líquido. Matemáticamente se formula del siguiente modo:

• donde:• p = la presión parcial del gas• c = la concentración del gas• k = la constante de Henry, que depende de la naturaleza del

gas, la temperatura y el líquido.

LEY DE FICK

• Es una ley cuantitativa en forma de ecuación diferencial que describe diversos casos de difusión de materia o energía en un medio en el que inicialmente no existe equilibrio químico o térmico. Recibe su nombre Adolf Fick, que las derivó en 1855.

LEY DE LOS GASES IDEALES

• Las tres leyes mencionadas pueden combinarse matemáticamente en la llamada ley general de los gases. Su expresión matemática es:

• Siendo P la presión, V el volumen, n el número de moles, R la constante universal de los gases ideales y T la temperatura en Kelvin. El valor de R depende de las unidades que se estén utilizando:

R = 8,31451 J·K-1·mol-1 si se trabaja en Sistema Internacional de UnidadesR = 1,987 cal·K-1·mol-1R = 8,31451 10-10 erg ·K-1·mol-1

• De esta ley se deduce que un mol de gas ideal ocupa siempre un volumen igual a22,4litros a 0 °C y 1atmósfera. También se le llama la ecuación de estado de los gases; ya que solo depende de el estado actual en que se encuentre el gas.

COMPORTAMIENTO DE LOS GASES

• Las moléculas de los gases, están en continuo movimiento, logran colisionar las paredes que los contiene y casi todo el tiempo ejercen una presión permanente. Como el gas se expande, la energía intermolecular (entre molécula y molécula) hace que un gas, al ir añadiéndole energía calorífica, tienda a aumentar su volumen.

• Para explicar el comportamiento de los gases, las nuevas teorías utilizan tanto la estadística como la teoría cuántica, además de experimentar con gases de diferentes propiedades o propiedades límite, como el UF6, que es el gas más pesado conocido. Un gas no tiene forma ni volumen fijo; se caracteriza por la casi nula cohesión y a la gran energía cinética de sus moléculas, las cuales se mueven.