Practica 2 Quimica Aplicada

Introducción teórica.

Ecuación general del estado gaseoso

Principio de Avogadro: "Los volúmenes iguales de todos los gases y vapores bajo las mismas condiciones depresión y temperatura, contienen el mismo número de partículas'. De lo anterior se desprende que el número de moléculas contenida en una mol es una constante a la cual se conoce como el número de Avogadro: N. = 6.02472x1023 moléculas/mol

Ley de los gases ideales

Existen diversas leyes que relacionan la presión, el volumen y la temperatura de un gas.

Ley de Boyle

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: PV=K (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:

donde:

= Volumen inicial

= Temperatura inicial

= Volumen final

= Temperatura final

Al aumentar el volumen, las partículas (átomos o moléculas) del gas tardan más en llegar a las paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de tiempo contra ellas. Esto significa que la presión será menor ya que ésta representa la frecuencia de choques del gas contra las paredes.

Ley de Avogadro

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 Charles

A una presión dada, el volumen ocupado por un gas es directamente proporcional a su temperatura.

Matemáticamente la expresión:

donde:

= Volumen inicial

= Temperatura inicial

= Volumen final

= Temperatura final

Ley de Gay-Lussac

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

donde:

= Presión inicial

= Temperatura inicial

= Presión final

= Temperatura final

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 general de Estado Gaseoso

La ley general del estado gaseoso es la suma de las leyes de Boyle, Charles y Avogadro. Su expresión Matemática es:

PV = nRT

Se calcula la constante universal de los gases a partir de una serie de mediciones de temperatura, presión y volumen de una masa de aire.

Las expresiones para las leyes de Boyle-Mariotte y Charles pueden combinarse adecuadamente para dar lugar a la ley general del estado gaseoso. En el modelo resultante, se establece una relación entre la presión, volumen ytemperatura para una muestra de aire, cuando se modifica alguno de los parámetros, la relación del cociente se mantiene fija siempre y cuando el sistema no admita o permita el escape de la muestra de gas.

Ecuación de Berthelot

La ecuación de estado de Berthelot es ligeramente más compleja que la ecuación de Van der Waals. Estaecuación incluye un término de atracción intermolecular que depende tanto de la temperatura como del volumen. La ecuación tiene la siguiente forma:

p = presión del gas

v = volumen del gas por mol

T = temperatura del gas

R (cte) = 0.08205atm.l/mol*K

Aplicando las condiciones del punto crítico se determinan los parámetros a y b, obteniéndose:

Pm=(m*R*T)/(P*V) [1+((9P*Tc)/(128T*Pc))(1-〖6Tc〗^2/T^2 )]

Esta ecuación al igual que la de Van der Waals predice un valor para Zc igual a 0,375, por lo que no es aconsejable utilizar cerca del punto crítico.

Para suplir esta deficiencia para utilizar la ecuación de Berthelot cerca del punto crítico, se ha efectuado una modificación.

Para esta ecuación el factor de compresibilidad crítico tiene un valor de 0,28, el cual se acerca bastante al valor promedio experimental de Zc

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