Quimica General

5. Elabore un mapa conceptual relacionada con las leyes de los gases

RTA:

6. Explique el significado de cada ley, enuncie la formula y de dos ejemplos desarrollados de las siguientes propiedades de los gases: ley de boyle, ley de charles, ley de gay Lussac, ley combinada de los gases y la ley de Dalton de las presiones parciales.

RTA: La ley de los gases ideales se puede referir a 3 diversas leyes cuando nos referimos a Presión – Volumen, Volumen – Temperatura, Presión – Temperatura en estado gaseoso.

• Ley de boyle:

La ley de Boyle relaciona Presión – Volumen. El volumen de un gas en razón inversa a la presión que soporta cuando la temperatura es constante.

FORMULA

cuando temperatura es constante.

EJEMPLO: Un gas ocupa 2000cm3 con una presión de 760milimetros de mercurio. Encuentre el volumen cuando su presión cambia a 1600milimetros de mercurio.

Datos:

V1: 2000cm3

P1: 760mm de Hg (milímetros de mercurio)

V2:

P2: 1600mm de Hg (milímetros de mercurio)

Vemos que tenemos volumen y Presión, usamos la ley de Boyle y sustituimos.

Como V2 está multiplicando, pasa dividiendo y la formula se convierte.

Se eliminan los términos similares (mm Hg) y queda el resultado expresado en cm3

Resultado, V2= 950cm3

Ley de Charles

La ley de Charles relaciona Volumen – Temperatura. El volumen que ocupa un gas es directamente proporcional a la temperatura si la presión es constante.

FORMULA

cuando Presión es constante.

EJEMPLO:

El volumen de un gas es de 108 litros a la temperatura de 45°C. ¿Qué volumen ocupara a la temperatura de 105°C?

Datos:

V1: 108 litros

T1: 45°C

V2:

T2: 105°C

Vemos que tenemos Volumen y Temperatura, usamos la Ley de Charles y sustituimos.

Como V2 está multiplicando, pasa dividiendo y la formula se convierte

Resultado, V2 = 252 litros

Ley de Lussac

La ley de Lussac relaciona Presión – Temperatura. Las presiones ejercidas por un gas sobre las paredes del recipiente que lo contienen son proporcionales a sus temperaturas absolutas cuando el volumen es constante.

FORMULA

cuando Volumen es constante.

Dato: De las 3 formulas dadas, el subíndice 1 representa datos iníciales, y el 2 datos finales.

EJEMPLO: Un gas produce una presión de 6 atmosferas a una temperatura de 70.5°C. Calcular la temperatura si la presión es de 7.5 atmosferas.

Datos:

P1: 6 atm (atmosferas)

T1: 70.5°C

P2: 7.5 atm (atmosferas)

T2:

Tenemos Presión y Temperatura, usamos la ley de Lussac y sustituimos.

Como T2 está multiplicando, pasa dividiendo y la formula se convierte

Se eliminan términos iguales, y el resultado se expresa en Grados Centígrados

Respuesta, T2 = 88.125 = 88°C

Otras leyes son:

Ley combinada de los gases, o ley general de los gases

Gracias a las leyes de Boyle-Mariotte y de Charles y Gay-Lussac, conocemos las relaciones que hay entre la presión, el volumen y la temperatura de un gas, pero siempre que una de las tres permanezca constante.

A partir de la ley combinada podemos calcular la forma como cambia el volumen o presión o temperatura si se conocen las condiciones iniciales (Pi,Vi,Ti) y se conocen dos de las condiciones finales (es decir, dos de las tres cantidades)

FORMULA:

V1. P1. T2 = V2. P2. T1

EJEMPLO: Cierta masa de un gas ocupa 200 litros a 95 ºC y 782 mm Hg ¿Cuál será el volumen ocupado por dicha masa de gas a 65 ºC y 815 mm Hg?

Lo primero que hay que hacer es la transformación de las unidades de temperatura

95 ºC = 368 º K y 65 ºC = 338 º K

Condiciones iniciales

V1 = 200 litros

P1 = 782 mm Hg

T1 = 368 ºK

Condiciones finales

V2 =?

P2 = 815 mm Hg

T2 = 338 ºk

Utilizamos la fórmula V1. P1. T2 = V2. P2. T1 y despejamos V2

V2 = (V1. P1 .T2) / (P2. T1)

V2 = (200 l. 782 mm Hg. 338 ºK) / (815 mm Hg. 368 ºK) eliminando unidades comunes

V2 = 176,2 litros

Ley de Dalton de las presiones parciales

La presión absoluta que ejerce una mezcla de gases, es igual a la suma de las presiones parciales de cada uno de los componentes que forman la mezcla.

La presión parcial de cada gas es la presión absoluta que ejercería cada componente de la mezcla por separado si estuviera ocupando todo el volumen de la mezcla.

Pabs = #Ppi

Ppi = (%i / 100) x Pabs

Pabs = Presión absoluta de un gas

Ppi = Presión parcial de un componente de la mezcla

#Ppi = Suma de las presiones parciales de los gases que componen la mezcla

%i = Porcentaje del gas en la mezcla

FORMULA

Si varios gases, A, B y C, se colocan en un mismo recipiente, acaban formando una mezcla homogénea. La presión que cada gas ejerce individualmente en una mezcla se denomina presión parcial.

Entonces llevado a fórmulas para realizar cálculos, la ley de Dalton de las presiones parciales se expresa:

Ptotal = PA + PB + PC +…

Tanto la mezcla de los gases como cada componente individual cumplen la ecuación de los gases ideales o perfectos:

Ptotal × V = (nA + nB + nC+…) RT

EJEMPLO

Se recogió un gas por

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