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El alumno demostrara con los datos obtenidos en el laboratorio, las leyes de Boyle, Charles - Gay Lussac y la ley combinada del estado gaseoso.

Introducción:

Incrementando la temperatura a un líquido se alcanza el estado gaseoso. Los átomos o moléculas del gas se encuentran prácticamente libres, de modo que son capaces de distribuirse por todo el espacio en el cual son contenidos. El estado gaseoso presenta las siguientes características:

• Cohesión casi nula.

• Sin forma definida.

• Su volumen sólo existe en recipientes que lo contengan.

• Pueden comprimirse fácilmente.

• Ejercen presión sobre las paredes del recipiente contenedor.

• Las moléculas que lo componen se mueven con libertad.

• Ejercen movimiento ultra dinámico.

Marco Teórico:

o ESTADO GASEOSO

En 1648, el químico flamenco Jan Baptist van Helmont creó el vocablo gas, a partir del término griego kaos, que quiere decir desorden, para definir las características del anhídrido carbónico. Tal denominación se extendió posteriormente a todo cuerpo aeriforme y se utilizó para designar uno de los estados de la materia.

El estado gaseoso es aquella forma de agregación de la materia en la que los cuerpos presentan una serie de propiedades físicas y químicas, la más significativa de las cuales queda definida por la condensación de las moléculas y las fuerzas que se establecen entre ellas. A este respecto, tales moléculas se encuentran comparativamente alejadas unas de otras y las fuerzas recíprocas son de muy escasa magnitud. En consecuencia, los gases tienden a ocuparla totalidad del espacio disponible sin que pueda delimitarse una superficie determinada.

Es, pues, la ausencia de forma y volumen el factor cualitativo de mayor entidad de los cuerpos gaseosos.

Se considera que en un gas no hay orden molecular, y tanto a los gases como a los líquidos, se les conoce como fluidos.

o TEORIA CINETICA MOLECULAR

Esta teoría explica el comportamiento y las propiedades de los gases, y con extensiones apropiadas, es aplicable a los estados liquido y solido.

Sus principales postulados son:

✓ Toda la masa esta formada por partículas muy pequeñas llamadas moléculas, y en los gases, éstas se mueven constantemente en todas direcciones.

✓ En los gases, las moléculas están relativamente alejadas entre si, y al estar en continuo movimiento, lo hacen a altas velocidades y en línea recta, con dirección al azar.

✓ Moléculas diferentes tienen velocidades diferentes, pero el promedio de la energía cinética de todas en conjunto, es directamente proporcional a la temperatura absoluta.

✓ Los choques entre las moléculas son completamente elásticos, es decir, cuando chocan entre si o contra las paredes del recipiente que los contiene, rebotan sin perdida de energía.

Lo anterior nos permite comprender por que la presión ejercida por un gas, aumenta con la temperatura, por que los gases se comprimen y se expanden, asi como por que se difunden con facilidad.

o PRESION

Se define como una fuerza aplicada por unidad de área, su expresión matemática es:

Presión Atmosférica.- Es la presión que ejercen las capas de gases que rodean a la tierra. El científico que determino su valor fue Torricelli.

TEMPERATURA

Es una medida de la energía cinética de las moléculas. La temperatura también nos indica el nivel térmico de un cuerpo, es decir, tan caliente o frio se encuentra. Para medir la temperatura de un cuerpo se emplean los termómetros, las escalas más comunes son:

Calor.- Es la energía producida por una serie de vibraciones moleculares de la metería. Sus unidades mas comunes son: Cal, Kcal,

CONCEPTO DE GAS

Todos los gases se encuentran formados por pequeñas partículas llamadas átomos o moléculas, en este estado de agregación se encuentran relativamente muy separadas, por lo tanto la fuerza de atracción molecular es muy pequeña. Debido a lo anterior los átomos o moléculas se encuentran en movimiento constante y desordenado, originando las siguientes características: los gases se pueden comprimir, expander, ocupan todo el espacio donde se encuentran, os choques de las partículas contra las paredes del recipiente que las contiene origina el fenómeno conocido como presión.

Los gases para su estudio se dividen en Gases ideales y Gases reales.

o GAS IDEAL

En este tipo de gas se considera que la fuerza de atracción molecular es despreciable y que el volumen ocupado por cada molécula en comparación con el volumen total que ocupa el gas es despreciable. Los gases ideales se encuentran regidos por las siguientes leyes: ley de Boyle, Charles - Gay Lussac, la ley combinada del estado gaseoso, ley de Dalton, ley de Amagatg, ley de difusión de Graham e Hipótesis de Avogadro.

o GASES REALES

Son todos aquellos que existen en la naturaleza. Por ejemplo: O2, CO2, H2, N2, Cl2, HE.

Gases Diatómicos: H2, N2, O2, Cl2, Br2, F2, I2

Gases Monoatómicos: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn

o LEY DE BOYLE

Robert Boyle estudio la relación entre la presión y el volumen de una misma masa de gas a temperatura constante, encontrando que estos son inversamenteproporcionales, como se indica a continuación

En la figura podemos observar que al agragar mas mercurio, el aire dentro del tubo en la rama cerrada se comprime al aumentar la presión por el peso de mayor cantidad de mercurio, disminuyendo el volumen inicial. Por la anterior, Boyle llego a la siguiente conclusión: a temperatura constante, el volumen de una masa dada de gas, varía inversamente proporcional a la presión que soporta. Esto constituye la ley de Boyle, de modo que, considerando un estado inicial y otro final, la expresión matemática será:

PiVi = PfVf o bien P1V1 = P2V2

o RELACION VOLUMEN-TEMPERATURA O LEY DE CHARLES

Esta relación fue estudiada por Jaques Charles en 1787, al observar el comportamiento de una masa de gas a presión constante, encontrando con esta condición, que el volumen de una masa gaseosa, varia en forma directamente proporcional a su temperatura absoluta.

Lo anterior se puede representar matemáticamente por la siguiente expresión:

o RELACION PRESION-TEMPERATURA O LEY DE GAY LUSSAC

Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto aumenta el número de choques

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