UNIDAD 5. "CONCEPTOS GENERALES DE LOS GASES, TERMOQUIMICA Y ELECTROQUIMICA"

UNIDAD 5. “CONCEPTOS GENERALES DE LOS GASES, TERMOQUIMICA Y ELECTROQUIMICA”

5.1 “CONCEPTOS BASICOS: GAS COMO ESTADO DE AGREGACION, GAS IDEAL, GAS REAL, PROPIEDADES CRITICAS Y FACTOR DE COMPRESIBILIDAD”

GAS:

Las sustancias gaseosas no tienen forma ni volumen propio, puesto que llenan totalmente el recipiente que las contiene que debe estar cerrado, ya que los gases se expanden infinitamente.

Son muy compresibles, esto es, tienen la propiedad de disminuir el volumen al aumentar la presión que se ejerce sobre ellos.

Los gases se difunden hasta ocupar todo el recipiente que los contiene porque, a diferencia de los sólidos y líquidos, tienen sus partículas muy separadas moviéndose caóticamente en todas direcciones. El movimiento de cada partícula no se verá perturbado mientras no choque con otra partícula o con las paredes del recipiente. Por esta razón, los gases acaban ocupando todo el volumen del recipiente. Los innumerables choques pueden ejercer un empuje tan grande sobre las paredes que éstas pueden llegar a romperse

La forma de los gases es variable, adoptan la de cualquier recipiente que los contenga.

Los gases pueden fluir, por la misma razón que en el caso de los líquidos. Los líquidos y los gases reciben por ello el nombre genérico de fluidos.

GAS IDEAL:

Un gas ideal es un gas teórico compuesto de un conjunto de partículas puntuales con desplazamiento aleatorio que no interactúan entre sí. El concepto de gas ideal es útil porque el mismo se comporta según la ley de los gases ideales, una ecuación de estado simplificada, y que puede ser analizada mediante la mecánica estadística.

Un gas Ideal es aquel que está en una condición normal de 25oC (278 oK) y 1 atm (760mmHg) de presión. Esta clase de gases cumple a la perfección las leyes de Boyle-Mariotte, Gay-Lussac y la ecuación general de los gases.

Se considera que un gas ideal presenta las siguientes características:

• El número de moléculas es despreciable comparado con el volumen total de un gas.

• No hay fuerza de atracción entre las moléculas.

• Las colisiones son perfectamente elásticas.

• Evitando las temperaturas extremadamente bajas y las presiones muy elevadas, podemos considerar que los gases reales se comportan como gases ideales.

GAS REAL:

El gas real, en cambio, es aquel que posee un comportamiento termodinámico y que no sigue la misma ecuación de estado de los gases ideales. Los gases se consideran como reales a presión elevada y poca temperatura.

Los gases reales son los que en condiciones ordinarias de temperatura y presión se comportan como gases ideales; pero si la temperatura es muy baja o la presión muy alta, las propiedades de los gases, que todas sus moléculas son idénticas.

PROPIEDADES CRÍTICAS

Es el conjunto de condiciones físicas de presión, temperatura y volumen, a las cuales la densidad y otras propiedades del líquido y gas se vuelven idénticas, es decir, es un punto a una presión y temperatura dada donde físicamente no puede diferenciarse si se trata de gas o líquido. Estas propiedades críticas son únicas (una sola presión, una sola temperatura) para una sustancia dada y se requiere para la determinación de otras propiedades de la sustancia. La presión crítica, Pcr, y la temperatura crítica, Tcr, son medidas en el laboratorio y usualmente son desconocidas por lo que se requiere su determinación por medio de correlaciones, como la de Brown, para determinar las propiedades críticas en función de

la gravedad específica del gas.

PROPIEDADES DE LOS GASES

Los gases tienen 3 propiedades características: (1) son fáciles de comprimir, (2) se expanden hasta llenar el contenedor, y (3) ocupan más espacio que los sólidos o líquidos que los conforman.

Compresibilidad

Una combustión interna de un motor provee un buen ejemplo de la facilidad con la cual los gases pueden ser comprimidos. En un motor de cuatro pistones, el pistón es primero halado del cilindro para crear un vacío parcial, es luego empujado dentro del cilindro, comprimiendo la mezcla de gasolina/aire a una fracción de su volumen original.

Expansibilidad

Cualquiera que haya caminado en una cocina a donde se hornea un pan, ha experimentado el hecho de que los gases se expanden hasta llenar su contenedor, mientras que el aroma del pan llena la cocina. Desgraciadamente la misma cosa sucede cuando alguien rompe un huevo podrido y el olor característico del sulfito de hidrógeno (H2S), rápidamente se esparce en la habitación, eso es porque los gases se expanden para llenar su contenedor. Por lo cual es sano asumir que el volumen de un gas es igual al volumen de su contenedor.

Punto Crítico.

Hay un punto, a una temperatura elevada, en que todo gas no puede licuarse por aumento de presión y la agitación molecular provocada por la temperatura es tan elevada que las moléculas no soportan la cohesión del estado líquido. Este punto se denomina punto crítico y la temperatura y presión correspondientes, reciben los nombres de temperatura y presión críticas.

El Factor De Compresibilidad

El factor de compresibilidad Z es un factor que compensa la falta de idealidad del gas, así que la ley de los gases ideales se convierte en una ecuación de estado generalizada. Una forma de pensar en z es como un factor que convierte la ecuación en una igualdad. Si sé gráfica el factor de compresibilidad para una temperatura dada contra la presión para diferentes gases, se obtienen curvas. En cambio, si la compresibilidad se gráfica contra la presión reducida en función de la temperatura reducida, entonces para la mayor parte de los gases los valores de compresibilidad a las mismas temperatura y presión reducidas quedan aproximadamente en el mismo punto.

5.2 PROPIEDADES PVT: LEY DE BOYLE, CHARLES, GAY LUSSAC. ECUACION GENERAL DE ESTADO GASEOSO

PROPIEDADES: PRESIÓN, VOLUMEN Y TEMPERATURA (PVT)

Volumen de un gas: son las dimensiones del espacio que ocupa un gas. En un sistema cerrado, el gas ocupa todo el volumen del sistema. Así por ejemplo, cuando un gas es metido a un recipiente, se expande uniformemente para ocupar todo el recipiente. Cuando un gas es sacado del recipiente al ambiente tenderá a expandirse por la atmósfera

Presión de un gas: fuerza dividida entre el área que ejercen las

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