Resumen de la Unidad#4

UNIDAD#4

PRESENTACION FISICA DE LA MATERIA

GAS IDEAL

Es aquel que cumple exactamente con las leyes establecidas para los gases, es decir, un gas donde no hay fuerzas de atracción o repulsión entre las moléculas y el cual el volumen real de las moléculas es insignificante.

LEYES DE LOS GASES

Las principales leyes que rigen el estado gaseoso son:

a)    Ley de Boyle – Mariotte

b)   Ley de Jacques Charles I y II

c)    Ley de Gay Lussac

d)   Ley Combinada – Ecuación general

e)   Ley de Dalton

En las leyes de los gases intervienen 3 factores importantes que son: la presión, el volumen y la temperatura, por lo tanto se usarán las siguientes medidas

LEY DE BOYLE – MARIOTTE

“Cuando la temperatura permanece constante los volúmenes de los gases son inversamente proporcionales a las presiones”, es decir si la presión aumenta, el volumen disminuye.

1.- Una muestra de oxígeno ocupa 4.2 litros a 760 mm de Hg. ¿Cuál será el volumen del oxígeno a 415 mm de Hg, si la temperatura permanece constante?

V1=4.2 litros
P1=760 mm de Hg.
P2=415 mm de Hg.
V2=?

LEY DE CHARLES I

“Cuando la presión se mantiene constante, los volúmenes de los gases son directamente proporcionales a las temperaturas ABSOLUTAS”, es decir, que si la temperatura aumenta, el volumen también aumenta.  Esta ley se fundamenta en que todo cuerpo por acción del calor se dilata.

Un gas tiene un volumen de 2.5 L a 25 °C. ¿Cuál será su nuevo volumen si bajamos la temperatura a 10 °C? 

• Primero expresamos la temperatura en kelvin:

T₁ = (25 + 273) K= 298 K

T₂ = (10 + 273 ) K= 283 K

• Ahora sustituimos los datos en la ecuación:

2.5L		V2
-----	=	-----
298 K		283 K

Si despejas V₂ obtendrás un valor para el nuevo volumen de 2.37 L

LEY DE CHARLES II

Como principio fundamental se tiene que una molécula de cualquier gas que se encuentre a cero grados centígrados y una atmósfera de presión ocupa el volumen de 22,4 litros al cual se lo llama “volumen molar”.  Es necesario recordar que las masas moleculares de las moles de los diferentes gases son diferentes pero el volumen es igual para todos ellos 

LEY DE GAY LUSSAC

“Cuando el volumen se mantiene constante, las presiones que ejercen los gases son directamente proporcionales a sus temperaturas ABSOLUTAS”, de manera que si la temperatura aumenta, la presión también aumenta.

Ejemplo:

Cierto volumen de un gas se encuentra a una presión de 970 mmHg cuando su temperatura es de 25.0°C. ¿A qué temperatura deberá estar para que su presión sea 760 mmHg?

Solución: Primero expresamos la temperatura en kelvin:

T₁ = (25 + 273) K= 298 K

Ahora sustituimos los datos en la ecuación:

970 mmHg		760 mmHg
------------	=	------------
298 K		T2

Si despejas T₂ obtendrás que la nueva temperatura deberá ser 233.5 K o lo que es lo mismo -39.5 °C.

LEY COMBINADA

Tomando en cuenta la intervención simultánea de los tres factores físicos: presión, volumen y temperatura, es decir, combinando las tres leyes estudiadas Boyle, Charles y Gay Lussac, se tiene la ley combinada.

V1 . P1 = V2 . P2

  T1          T2

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?

1. Primer paso: identificar los datos que brinda el enunciado.

V1= 2,5 L

T1= 12 °C

P1= 2 atm

T2= 38 °C

P2= 2,5 atm

1. Segundo paso: Conocer la incognita.

V2= ?

 

Tercer paso: Despejar V2 de la expresión V1 . P1 = V2 . P2 , quedando así:

                                                                    T1         T2

V2= V1 . P1 . T2

          T1 . P2

• Cuarto paso: Transformar las unidades de temperatura (°C) a Kelvin.

              T1: K= °C + 273                                     T2: K= °C + 273

               K= 12 + 273= 285K                              K= 38 + 273= 311K

 

Quinto Paso: Sustituir los datos en la expresión y efectuar los calculos matemáticos.

V2= 2,5 L * 2 atm*31 K

          285 K * 2,5 atm

Se cancelan las unidades de presión y temperatura (atm y K), se obtiene el resultado.

V2= 2.18 L

 

SOLUCIÓN:

Se denomina así a la mezcla de dos o más componentes en cantidades fijas o no, que forman un todo homogéneo, esto es, que no existan zonas de separación o fases.

Las soluciones se clasifican:

 

CONCENTRACIONES

La concentración de las soluciones es la cantidad de soluto contenido en una cantidad determinada de solvente o solución. Los términos diluidos o concentrados expresan concentraciones relativas. Para expresar con exactitud la concentración de las soluciones se usan sistemas como los siguientes:

a)    Porcentaje peso a peso (% M/M): indica el peso de soluto por cada 100 unidades de peso de la solución.

b) Porcentaje volumen a volumen (% V/V): se refiere al volumen de soluto por cada 100 unidades de volumen de la solución.

c) Porcentaje peso a volumen (% P/V): indica el número de gramos de soluto que hay en cada 100 ml de solución.

SOLUCIÓN NORMAL O NORMALIDAD

(SOL. N, N)

*        Son soluciones que contienen un equivalente químico del soluto en un volumen de 1000ml (1 L)

*        El equivalente químico (Eq) se calcula dividiendo el peso molecular (Ma) del soluto expresado en gramos para la valencia. 

SOLUCIÓN MOLAR O MOLARIDAD

Solución molar (Sol. M) es aquella que tiene disuelto una mol del soluto (peso molecular del solvente en gramos) disuelto en un volumen total de 1000 ml

Sol. M = Ma en 1000 ml

A diferencia de la normalidad, en la molaridad no se divide para la valencia.

Se derivan las siguientes fórmulas para este tipo de soluciones:

 

MOLALIDAD

Una solución molal (Sol. m) es aquella que contiene una mol de soluto «más» 1000 gramos de solvente.

FRACCIÓN MOLAR

Es una unidad química usada para expresar la concentración de soluto en solvente. Nos expresa la proporción en que se encuentran los moles de soluto con respecto a los moles totales de solución.

Se representa con la letra X

No tiene unidades