Composición del aire en porciento (N2, O2, Co2, Ar y H2O)

• Composición del aire en porciento (N2, O2, Co2, Ar y H2O).

Se denomina aire a la mezcla homogénea de gases que constituye la atmósfera terrestre, que permanecen alrededor del planeta Tierra por acción de la fuerza de gravedad.

Los gases mencionados se encuentran en el siguiente volumen (%):

• N2 (Nitrógeno): Se encuentra con una concentración del 78,084%.
• O2 (Oxígeno): Se encuentra con una concentración del 20,946%.
• CO2 (Dióxido de Carbono): Se encuentra con una concentración del 0,035%.
• Ar (Argón): Se encuentra con una concentración del 0,9340%.
• H2O (Agua): No se incluye en aire “Seco” pero se puede encontrar con una concentración de ~0,40% (En las capas altas de la atmósfera) y de 1-4% (En la superficie).

• Leyes de los gases (Boyle, Charles y Gay-Lussac).

• Ley de Boyle: Ley de Boyle establece que el producto presión-volumen es constante.

[pic 1]

• Ley de Charles: Ley de Charles muestra que el volumen es proporcional a temperatura absoluta.

[pic 2]

• Ley de Gay-Lussac: Ley de Gay-Lussac dice que la presión es proporcional a la temperatura absoluta.

[pic 3]

• Mol, Ley de Avogadro, Condiciones normales y Volumen molar.

• Mol: La mol es la unidad con que se mide la cantidad de sustancia, una de las siete magnitudes físicas fundamentales del Sistema Internacional de Unidades. Dada cualquier sustancia (elemento o compuesto químico) y considerando a la vez un cierto tipo de entidades elementales que la componen, se define como una mol a la cantidad de esa sustancia que contiene tantas entidades elementales del tipo considerado, como átomos hay en 12 gramos de carbono-12. Su equivalencia es cercana a 1 mol = 6,022 141 29 (30) × 1023
• Ley de Avogadro: Es una de las leyes de los gases ideales y afirma que:

En iguales condiciones de presión y temperatura las densidades relativas de los cuerpos gaseosos son proporcionales a sus pesos atómicos.

Y sugirió la hipótesis: Volúmenes iguales de distintas sustancias gaseosas, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de partículas. Por partículas se entiende aquí moléculas (O2, CO2, NH3, N2, etc.) o átomos (He, Ar, Ne, etc.).

• Condiciones Normales: En química, la IUPAC en su Libro de Oro ha establecido dos estándares, que actualmente son idénticos:

• Temperatura de 273.15 K (0 °C) y presión de 105 pascales; normalmente empleadas en informes de volúmenes de gases. Téngase en cuenta que los medidores de flujo calibrados con volúmenes de gases estándar por unidad de tiempo a menudo indican volúmenes a 25 °C, no a 0 °C.
• Condiciones estándar para gases: Temperatura de 273,15 K (0 °C) y presión de 105 pascales. Anteriormente la IUPAC recomendaba para los gases una presión estándar de 1 atm (equivalente a 1.01325 × 105 Pa.), pero actualmente recomienda que el uso de 1 atm como valor de la presión debe interrumpirse.
• Temperatura y Presión Normales (TPN, o NTP por sus siglas en inglés): Una temperatura de 20 °C y una presión absoluta de 1 atm.
• Condiciones de referencia normalizadas: Temperatura de 15 °C y presión de 1 atm.

• Volumen Molar: En el caso de sustancias gaseosas moleculares una mol contiene NA moléculas. De aquí resulta, teniendo en cuenta la ley de Avogadro, que una mol de cualquier sustancia gaseosa ocupará siempre el mismo volumen (medido en las mismas condiciones de presión y temperatura). Experimentalmente, se ha podido comprobar que el volumen que ocupa una mol de cualquier gas ideal en condiciones normales (Presión = 1 atmósfera, Temperatura = 273,15 K = 0 °C) es de 22,4 litros.3 Este valor se conoce como volumen molar normal de un gas. Este valor del volumen molar corresponde a los llamados gases ideales o perfectos; los gases ordinarios no son perfectos (sus moléculas tienen un cierto volumen, aunque sea pequeño) y su volumen molar se aparta ligeramente de este valor.

• Reacciones del N2 O2 y CO2:

• Nitrógeno:

NH4Cl (ac) + NaOH (ac)                   NH3 (g) + H2O (l) + NaCl (ac)[pic 4]

N2 (g) + 3 H2 (g)                2 NH3 (g)[pic 5]

NH4NO3 (s)                 N2O (g) + 2 H2O (g)[pic 6]

3 Cu (s) + 2 NO3-(ac) + 8 H+ (ac)                          3 Cu+2 (ac) + 2 NO (g) + 4 H2O (l)[pic 7]

• Oxígeno:

SO2 (g) + H2O (a.C.)                 H2SO3 (a.C.)[pic 8]

O3 (g)             O2 (g) + O (g)[pic 9]

O3 (g) + 2 H+ (ac) + 2 e- O2 (g) + H2O (l) E° 2.07

O2 (g) + 4 H+ (ac) + 4 e- 2 H2O (l) E° 1.23

• Dióxido Carbono:

CO2(a.c.) + H2O(l)             H2CO3(a.c.)[pic 10]

CaCO3(s) + H2O(l) + CO(g)               Ca+2(ac) + 2 HCO3(a.c.)[pic 11]

• Reacciones del oxígeno con metales y no metales:

• No metales: Todo cambio químico puede ser descrito a través de una ecuación que nos muestra las transformaciones que ocurren cuando interactúan dos o más sustancias entre sí. De esta forma podemos describir las variaciones que se realizan cuando se oxidan los elementos no metálicos en presencia de oxígeno y con el auxilio de la energía calorífica. Se puede tomar como ejemplo el carbono, cuando éste es sometido a la reacción de oxidación en la flama, se lleva a cabo su combustión y se desprende un gas llamado monóxido de carbono, en el caso de su valencia de menor valor; en la otra posibilidad cuando la valencia de intercambio del carbono es la mayor, forma el dióxido de carbono. En ambas reacciones hay desprendimiento de energía, el producto de estas reacciones son óxidos no metálicos.
• Metales: Un ejemplo de las reacciones del oxígeno con un metal, es la que ocurre con el magnesio al someterlo a la reacción de oxidación en una flama, pues desprende una intensa luz blanca y se convierte en un sólido blanco muy frágil; el producto de esta reacción es un óxido metálico llamado óxido de magnesio.

• Tabla periódica:

La tabla periódica de los elementos es una disposición de los elementos químicos en forma de tabla, ordenados por su número atómico (número de protones), por su configuración de electrones y sus propiedades químicas. Este ordenamiento muestra tendencias periódicas, como elementos con comportamiento similar en la misma columna.

Las filas de la tabla se denominan períodos y las columnas grupos. Algunos grupos tienen nombres. Así por ejemplo el grupo 17 es el de los halógenos y el grupo 18 el de los gases nobles. La tabla también se divide en cuatro bloques con algunas propiedades químicas similares. Debido a que las posiciones están ordenadas, se puede utilizar la tabla para obtener relaciones entre las propiedades de los elementos, o pronosticar propiedades de elementos nuevos todavía no descubiertos o sintetizados. La tabla periódica proporciona un marco útil para analizar el comportamiento químico y es ampliamente utilizada en química y otras ciencias.

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