ESTADO GASEOSO:

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ESTADO GASEOSO
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CARACTERÍSTICAS DE LOS GASES

• Son fluidos porque se derraman si no están en un
  recipiente
• Son transparentes y la mayoría incoloros con
  excepción de I2 (vapores violetas), Cl2 (verde),
  NO2 (pardo), etc.
• Son compresibles porque su volumen disminuye
  cuando se someten a una presión, que hace que las
  moléculas del gas se aproximen mas entre si. Ej.
  GNC
• Son expandibles aumentan su volumen por
  incremento de la temperatura o disminución de la
  presión. Se dilatan con el calor.

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• No tienen volumen ni forma propia. Tienden a
  expandirse en forma ilimitada, llenando cualquier
  recipiente que los contenga.
• Son elásticos. Una vez que cesa la causa que los
  comprime o expande tienden a recuperar sus
  dimensiones originales.
• Poseen baja densidad comparada con la de un
  sólido o un líquido.
• Son miscibles, se mezclan entre si formando
  mezclas homogéneas independientemente de que sean
  gases distintos.
• Ejercen presión están constituidos por
  partículas que se mueven continuamente chocando
  entre ellas y contra las paredes del recipiente

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• Un gas está compuesto por un gran número de
  moléculas que se mueven continuamente al azar
  (movimiento aleatorio) y en línea recta, chocando
  entre si y contra las paredes del recipiente que
  las contiene. Este estado se llama agitación
  térmica.
• Todo gas ejerce presión con las paredes del
  recipiente que lo contiene. Esta P es debida a
  los choques de las moléculas del gas contra estas
  paredes Los gases pueden ser clasificados en
  ideales o reales.
• Los gases ideales no existen, son considerados
  como tales aquellos que cumplen con las LEYES DE
  LOS GASES IDEALES.
• Los gases reales, obedecen a este comportamiento
  ideal sólo a bajas presiones o a altas
  temperaturas.

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• Diferencia entre gas y vapor
• La palabra gas hace referencia a una sustancia
  que a temperatura ambiente y a presión normal se
  presenta en estado gaseoso. P/Ej el O2.
• La palabra vapor, en cambio, se reserva para la
  forma gaseosa de una sustancia que a temperatura
  ambiente y presión normal, es líquida o sólida.
  Ej. Vapor de H2O.

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Las fuerzas de atracción y la energía cinética

• Los movimientos de las partículas en el estado
  sólido están prácticamente restringidos a
  vibraciones alrededor de puntos fijos. Las
  fuerzas de atracción entre partículas son mucho
  mayores que su energía cinética. Por eso, las
  partículas se mantienen cohesionadas dentro de su
  estructura cristalina.
• En los gases, las moléculas se mueven con mayor
  libertad, porque su energía cinética es mucho
  mayor que la fuerza de atracción que hay entre
  ellas. Por ese motivo, la fluidez y la velocidad
  de difusión son mayores en los gases que en los
  líquidos y los sólidos.

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Líquido Gas Sólido
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En el estado líquido, el movimiento de las
partículas es intermedio comparado con el de los
gases y sólidos.
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Temperatura absoluta

• En 1851, el inglés William Thompson (Lord Kelvin)
  propuso una escala de temperatura absoluta en
  unidades kelvin (K).
• Se basa en la mínima temperatura alcanzable para
  la materia, en la cual no habría movimiento.
• A esa temperatura la denominó cero absoluto (0 K)
  y equivale a 273 ºC.
• T t ºC 273

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Leyes de los gases ideales

• Experimentos realizados con un gran número de
  gases revelan que se necesitan 4 variables para
  definir el estado de un gas
• Temperatura (T) generalmente está expresada en
  la escala absoluta o Kelvin
• Presión (P)
• Volumen (V)
• Cantidad de gas expresada como número de moles
  (n)
• A estas variables se las denomina variables de
  estado y se caracterizan por estar en estrecha
  relación unas con otras.
• Las leyes de los gases dan cuenta del
  comportamiento de una masa de gas determinada
  cuando alguna de dichas magnitudes permanece
  constante.

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Ley de Boyle

• El químico británico Robert Boyle (1627-1691) fue
  el primero en investigar la relación entre la
  presión de un gas y su volumen.
• En todo proceso isotérmico (a temperatura
  constante), un aumento de la presión de una masa
  de gas fija produce un descenso proporcional del
  volumen que ocupa
• P.V K (constante) o P1 .V1
  P2 .V2

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• Si se representa la ecuación como una gráfica de
  V en función de P, se obtiene una hipérbola
  equilátera, llamada isoterma.
• Para cada temperatura de trabajo habrá una
  isoterma determinada.

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• Cuando se grafica V en función de 1/P se obtiene
  una relación lineal.
• si se grafica el producto P.V en función de P se
  obtiene una recta paralela al eje de las
  abscisas, que indica que dicho producto es
  constante.

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Ley de Charles

• La relación entre el volumen de un gas y su
  temperatura fue descubierta por el francés
  Jacques Charles (1746-1823).
• el volumen de una cantidad fija de gas a presión
  constante (proceso isobárico) aumenta en forma
  lineal con la temperatura.
• V / T K o V1 / T1
  V2 / T2
• Cuando aumenta la temperatura de un gas, aumenta
  la energía cinética (EC) de las moléculas. Éstas
  se separan más y en consecuencia, incrementa su
  volumen.

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Ley de Charles Gay Lussac

• Inspirado en las observaciones de Charles, Joseph
  Gay Lussac enunció la ley según la cual en todo
  proceso isocórico (a volumen constante) la
  presión ejercida por la masa de un gas es
  directamente proporcionel a su temperatura
  absoluta.
• Para cada volumen de trabaja, habrá una isócora
  especifica.
• P / T K (constante) o P1 / T1 P2 /
  T2 o V K . T
• Gay Lussac demostró que por cada grado Celsius
  (ºC) de aumento de T, a P constante, el gas se
  expandía un factor llamado a (alpha) , siendo a
  1/273 del volumen del gas a 0ºC.

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• De acuerdo a esto, el volumen final a una
  temperatura tºC será
• Vf V0 a.V0 . T

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Ecuación general de estado de un gas ideal

• Un mol de cualquier gas contiene 6,022 x 1023
  moléculas, y en condiciones iguales de P y T
  ocupa igual volumen.
• P1.V1 / T1 P2.V2 / T2
• Los subíndices 1 y 2 indican dos estados
  diferentes para una misma cantidad
• de gas. De manera gral., podemos escribir
• P . V / T P0 . V0 / T0 cte R
• En condiciones normales o estándares (CN 1 atm y
  273 K). En estas condiciones, 1 mol de gas ideal
  ocupa un volumen 22,4 L (VOLUMEN MOLAR)
• Teniendo en cuenta las leyes anteriores y los
  estados para un mismo gas, se puede deducir una
  ecuación general que involucre las variables
  características de los gases.

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• R P0 . V0 / T0 ------gt Se considera
  a este estado como de referencia llamado
  condiciones normales (CN),
• R 1 atm . 22,4 L / 273 K 0,082206 L.atm/mol.K
• En otras unidades R resulta
• 62363 cm3. mm Hg / mol.K
• 62, 363 L.mmmm Hg/ mol.K
• 8,314 J / mol.K
• 2 cal / mol.K

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Ecuación de estado para un mol de gas ideal de
manera gral

• P .V R .T
• Para n moles
• P .V n. R.T donde n m / M
• m gramos de gas (masa) M peso
  molecular