Ejemplos - O2, CO, CO2 (respiración)

Gases
Ejemplos
- O2, CO, CO2 (respiración)
- NOX, SOX ( combustión)
- NH3 (refrigerante)
- C2H2 (soldadura)
- Etano, metano, propano ( hidrocarburos )
- Aire(78% N, 21% O, 1% Ne, Ar, Kr, Xe, H 2, F2, Cl2)
Variables que influyen en el comportamiento de los gases :
Volumen: espacio que ocupa una masa gaseosa [m3] o [lt]
Presión: Fuerza por unidad de area , depende de la velocidad cinética , unidades : Pa
[N/m2], N=Kg.m/s2.
Temperatura: define el calor y la energía interna [Kº]
Masa: cantidad de materia.[mol]
Factores de conversión para la presión :
760 mmHg=1.01 atm=760 torr = 14.7 PSI = 1.01x105 Pa
Gas a condición estandar: 25ºC (298 K) y una atmósfera de presión.
Gas a condición normal: 273.15 K y 760 mm de Hg.
Leyes de los gases
Presión-Volumen (ley de Boyle): El volumen de un gas a temperatura constante se
mantiene inversamente proporcional a la presión.
V1P1=V2P 2=Cte
V2=?
V1=360ml
P 2=0.75 atm
P 1=1 atm
Temperatura-Volumen( ley de Charles): El volumen de una cantidad fija de gas a
presión constante es directamente proporcional a la temperatura.
En 1848 William Thompson propone la escala absoluta al extrapolar al cero absoluto da
-273 ºC.
V1/T1=V2/T2=cte
V=?
V=79.5 ml
T=45ºC
T=0ºC
Masa-Volumen (Avogadro): el volumen de un gas a presión y temperatura constantes,
es proporcional al numero de moles. Volúmenes iguales de gases a T y P ctes. Tienen
igual # de moléculas.
V1/n1=V2/n2=cte
n=g/M
Presión-temperatura (Amontons): La presión aumenta con la temperatura a volumen
y masa constante.
P 1/T1 ∝ P2/T2
P1= atm
P2=2.5 atm
T=273ºK
T=?ºK
Ley combinada de gases:
{ EMBED Equation.3 }
Teoría cinética:
En 1738 Bernoulli explica la ley de Boyle suponiendo que la presión resulta del choque
de moléculas.
1. Los gases buscan moléculas separadas
2. Las moléculas estan en movimiento rectilíneo
3. la temperatura es la energía cinética promedio
4. las fuerzas de atracción son despreciables
Las presiones parciales (Dalton):
La presion de una mezcla que no reacciona es igual a la suma de las presiones parciales
de los gases que la componen.
Pt=P a+Pb+....+Pn
En un gas (a+b) la fracción molar se da por :
Xa=(na)/(na+nb) y Xb=(nb)/(na+nb) Xa+Xb=1
En donde las presiones parciales son Pa=XaPt y Pb=XbPt de donde Pt=Pa+Pb.
La velocidad molecular:
La ley de difusión de Graham, a igual temperatura igual energía cinética.
Ec a=Ec b , Ec a=(1/2)maVa2
(1/2)maVa2=(1/2)mbVb2
(ma/mb=)^1/2=Vb/Va
Cual es el peso de un gas que se difunde 0.5 más rápido que O2(g)
Gases reales:
Se define un modelo por desviación a P y T en la ecuación ideal PV=nRT.
Se explica las fuerzas intermoleculares, volumen molecular.
En 1873 johanes Van Der Walas modifico la ecuación ideal quedando de la siguiente
manera:
{ EMBED Equation.3 } donde el termino que acompaña a la presión es la corrección
debido a las fuerzas interatómicas y el que acompaña el volumen es el volumen
molecular.
Temperatura crítica: Temperatura necesaria para la licuefacción
Presión crítica: Presió n necesaria para licuar un gas a temperatura crítica.
He H2 N2
CO O2 CH 4 CO2 NH 3 H2O
647
Temp.crit(Kº) 5.3 33.3 126.1 134 154 190 304 405
Pres. Crit(atm) 2.26 12.8 33.5 35 49.7 45.6 72.8 111.5 217.7
Al expandir un gas comprimido éste se enfria.
P 1V1=nRT1
P2V2=nRT2
nR=( P2V2/T2)= (P1V1/T1)
T2 = V2T1 /V2