GASES.

"GASES"

Se denomina gas el estado de agregaci￳n de la materia que bajo ciertas condiciones de temperatura y presi￳n permanece en estado gaseoso. Las mol￩culas que constituyen un gas casi no son atra￭das unas por otras, por lo que se mueven en el vac￭o a gran velocidad y muy separadas unas de otras, explicando as￭ las propiedades:

" Las mol￩culas de un gas se encuentran pr￡cticamente libres, de modo que son capaces de distribuirse por todo el espacio en el cual son contenidos. Las fuerzas gravitatorias y de atracci￳n entre las mol￩culas son despreciables, en comparaci￳n con la velocidad a que se mueven las mol￩culas.

" Los gases ocupan completamente el volumen del recipiente que los contiene.

" Los gases no tienen forma definida, adoptando la de los recipientes que las contiene.

" Pueden comprimirse f￡cilmente, debido a que existen enormes espacios vac￭os entre unas mol￩culas y otras.

Existen diversas leyes derivadas de modelos simplificados de la realidad que relacionan la presi￳n, el volumen y la temperatura de un gas.

Ley de Charles

Art￭culo principal: Ley de Charles.

A una presi￳n dada, el volumen ocupado por una cierta cantidad de un gas es directamente proporcional a su temperatura.

Matem￡ticamente la expresi￳n ser￭a:

o .

Ley de Gay-Lussac

Art￭culo principal: Ley de Gay-Lussac.

La presi￳n de una cierta cantidad de 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 ha de enfriarse el volumen de gas deseado, hasta una temperatura caracter￭stica de cada gas, a fin de poder someterlo a la presi￳n requerida para licuarlo sin que se sobrecaliente, y, eventualmente, explote.

Ley de los gases ideales

Las tres leyes mencionadas pueden combinarse matem￡ticamente en la llamada ley general de los gases. Su expresi￳n matem￡tica es:

siendo P la presi￳n, V el volumen, n el nmero 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 est￩n utilizando:

" R = 0,082 atmﾷlﾷK?1ﾷmol?1 si se trabaja con atm￳sferas y litros

" R = 8,31451 JﾷK?1ﾷmol?1 si se trabaja en Sistema Internacional de Unidades

" R = 1,987 calﾷK?1ﾷmol?1

" R = 8,31451 10?10 erg ﾷK?1ﾷmol?1

" R = 8,317x10?3 (m3)(Kpa)/(mol)(K) si se trabaja con metros cbicos y kilo pascales

De esta ley se deduce que un mol (6,022 x 10^23 ￡tomos o mol￩culas) de gas ideal ocupa siempre un volumen igual a 22,4 litros a 0 ﾰC y 1 atm￳sfera. V￩ase tambi￩n Volumen molar. Tambi￩n se le llama la ecuaci￳n de estado de los gases, ya que solo depende del estado actual en que se encuentre el gas.

Gases reales

Si se quiere afinar m￡s o si se quiere medir el comportamiento de algn gas que escapa al comportamiento ideal, habr￡ que recurrir a las ecuaciones de los gases reales, que son variadas y m￡s complicadas cuanto m￡s precisas.

Los gases reales no se expanden infinitamente, sino que llegar￭a un momento en el que no ocupar￭an m￡s volumen. Esto se debe a que entre sus part￭culas, ya sean ￡tomos como en los gases nobles o mol￩culas como en el (O2) y la mayor￭a de los gases, se establecen unas fuerzas bastante peque￱as, debido a los cambios aleatorios de sus cargas electrost￡ticas, a las que se llamafuerzas de Van der Waals.

El comportamiento de un gas suele concordar m￡s con el comportamiento ideal cuanto m￡s sencilla sea su f￳rmula qu￭mica y cuanto menor sea su reactividad ( tendencia a formar enlaces). As￭, por ejemplo, los gases nobles al ser mol￩culas monoat￳micas y tener muy baja reactividad, sobre todo el helio, tendr￡n un comportamiento

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