institución educativa colegio artístico rafael contreras

INSTITUCIÓN EDUCATIVA COLEGIO ARTÍSTICO RAFAEL CONTRERAS NAVARRO
GUIA DE LAS PROPIEDADES DE LOS GASES
DOCENTE: JESÚS ALONSO PABA LEÓN
ESTUDIANTE:
“El que es lento para enojarse muestra su inteligencia, el que no se controla manifiesta su locura”
Logros:
* Describe las leyes físico-químicas que rigen el comportamiento de los gases.
* Identifica y utiliza de manera correcta las unidades de cada una de las propiedades de los gases.
* Resuelve ejercicios relacionados con reacciones químicas en las que participan sustancias
gaseosas.
Gas
Se denomina gas al estado de agregación de la materia que no tiene forma ni volumen propio. Su
principal composición son moléculas no unidas, expandidas y con poca fuerza de atracción,
haciendo que no tengan volumen y forma definida, provocando que este se expanda para ocupar
todo el volumen del recipiente que la contiene, con respecto a los gases las fuerzas gravitatorias y
de atracción entre partículas resultan insignificantes. Es considerado en algunos diccionarios como
sinónimo de vapor, aunque no hay que confundir sus conceptos, ya que el término de vapor se
refiere estrictamente para aquel gas que se puede condensar por presurización
a temperatura constante. Gas, sustancia en uno de los tres estados diferentes de la materia
ordinaria, que son el sólido, el líquido y el gaseoso. Los sólidos tienen una forma bien definida y
son difíciles de comprimir. Los líquidos fluyen libremente y están limitados por superficies que
forman por sí solos. Los gases se expanden libremente hasta llenar el recipiente que los contiene,
y su densidad es mucho menor que la de los líquidos y sólidos.
1. Características Generales de los Gases.
El movimiento de las partículas (átomos) de los gases permite explicar propiedades tales como:
La compresión es decir la reducción de su volumen por acción de una fuerza externa llamada
presión.
La difusión es la propiedad de expandirse por todo el volumen del recipiente que lo contiene.
La dilatación es el aumento del volumen cuando se incrementa la temperatura.
La Elasticidad es la propiedad que tiene un gas de recuperar su volumen cuando deja de actuar la
presión que lo afecto.
Expansión máxima los gases se expanden en forma indefinida y uniforme para llenar todo el
espacio en el que se encuentra.
Forma y Volumen Indefinidos, ya que se ajusta al recipiente que lo contiene.
Densidad baja, los gases poseen una densidad reducida, la cual se mide en g/l en el sistema
métrico.
Difusión y efusión: Dos o más gases diferentes generalmente se mezclan por completo en forma
uniforme cuando entran en contacto (difusión). Un gas se escapa rápidamente del recipiente que lo
contiene por el más diminuto poro (efusión).
2. Propiedades Generales de los Gases.
Presión de un gas: resulta del enorme número de choques de sus moléculas contra las paredes
del recipiente que lo contiene y de la gran velocidad de impacto, ya que al aumentar la
temperatura, aumenta la presión que ejerce el gas sobre el recipiente por ser mayor el número y la
rapidez de las colisiones de las moléculas sobre la misma.
De hecho la temperatura de un gas es la medida de la energía cinética de las moléculas que la
componen.
Las unidades de presión de los gases que más se utilizan son:
1 atmósfera= 1 atm = 760 mmHg = 14,7 lb-Fuerza/pulgada cuadrada (psi)
1 pascal= 1 Newton/metro cuadrado
1 atm= 1,013 x 105 Pa
101,3 Kpa
1,013 Bar.
Temperatura de un gas, la que más se acerca a la realidad es la escala absoluta o la temperatura
Kelvin.
1 ºK = 1ºC + 273.
Volumen: Es el espacio en el cual se mueven las moléculas. Está dada por el volumen del
recipiente que lo contiene. El volumen de un gas se puede expresar en m3, cm3, litros o mililitros.
La unidad más empleada en los cálculos que se realizan es el litro.
1 litro = 1000 ml
Masa: representa la cantidad de materia del gas y suele asociarse con el número de moles (n).
1 mol = masa P.M. = Peso Molecular; masa en gramos.
P.M.
3. Leyes de los Gases.
3.1 Ley de Boyle.
En 1.660 el Químico inglés Robert Boyle (1627- 1691) realizó una serie de experiencias que
relacionaban el volumen y la presión de un gas, a temperatura constante. Boyle observó que
cuando la presión del gas aumentaba, el volumen se reducía, y a la inversa, cuando la presión
disminuía, el volumen aumentaba. Con base en los resultados de sus experimentos Boyle formuló
la siguiente ley: A temperatura constante, el volumen de una masa fija de un gas es inversamente
proporcional a la presión que este ejerce.
V * 1 = Constante. V1 = P2_ Entonces, P1.V1 = P2.V2
P V2 P1
Ejemplos:
e se tienen 30 litros de Nitrógeno a 20ºC y a una atmósfera de presión. ¿A qué
presión es necesario someter el gas para que su volumen se reduzca a 10 litros?
de Hg. y es comprimido hasta que la presión es de 2 atm.
3.2 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:
V1. N2 = V2.N1
3.3 Ley de Charles
A una presión dada, el volumen ocupado por un gas es directamente proporcional a su
temperatura absoluta.
Matemáticamente la expresión:
V1* T2 = V2 * T1
Ejemplo: Un gas ocupa un volumen de 3,25 L a 30 ºC. ¿Sí la presión permanece constante a que
temperatura en grados centígrados el volumen sería igual a 6,5L?
2. Un gas ocupa un volumen de 800ml a 30 ºC y 760 mm de Hg. ¿Qué volumen en litros tendrá el
gas a 5 ºC y a la misma presión?
3.4 Ley de Gay-Lussac
Artículo principal: Ley de Charles y Gay-Lussac
La presión del gas, que se mantiene a volumen constante, es directamente proporcional a la
temperatura: (olla a presión)
Entonces: P1* T2 = P2 * T1
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.
Ejemplo 1: un gas ocupa un volumen de 50 ml a 27 ºC y 780 mm de Hg ¿A qué temperatura en ºC
su presión es de 850 mm de Hg, si el volumen permanece constante?
Ejemplo 2: Un gas está en un recipiente de 2 litros a 20 ºC y 560 mm de Hg. ¿A qué temperatura
en ºC llegará el gas si aumenta la presión interna hasta 760 mm de Hg?
3.5 Ley combinada de los gases
Las leyes de Bolle y de Charles se pueden combinar en una ley que nos indica a la vez la
dependencia del volumen de una cierta masa de gas con respecto a la presión y la temperatura.
Esta ley conocida como ley combinada de los gases se enuncia como sigue: Para una masa
determinada de cualquier gas, se cumple que el producto de la presión por el volumen dividido
entre el valor de la temperatura es una constante. La cual se puede expresar:
V1 . P1 = V2.P2
Entonces: V1. P1. T2 = V2. P2. T1
T1
T2
Ejemplo 1: Una masa gaseosa ocupa un volumen de 2,5 litros a 12ºC y 2 atm de presión. ¿Cuál es
el volumen del gas si la temperatura aumenta a 38 ºC y la presión se incrementa hasta 2,5 atm?
Ejemplo 2: ¿Qué volumen ocupará un gas a 200 ºK y 2 atm de presión, si la misma muestra de gas
ocupaba un volumen de 3 L a 300 ºK y 1 atm?
Ley de los gases ideales
Las tres leyes mencionadas pueden combinarse matemáticamente en la llamada ley
general de los gases. Su expresión matemática es:
PV = nRT
siendo P la presión, V el volumen, n el número de moles, R la constante universal de los gases
ideales y T la temperatura en Kelvin.
El valor de R depende de las unidades que se estén utilizando:




R = 0,082 atm·l·K−1·mol−1 si se trabaja con atmósferas y litros
R = 8,31451 J·K−1·mol−1 si se trabaja en Sistema Internacional de Unidades
R = 1,987 cal·K−1·mol−1
R = 8,31451 10−10 erg ·K−1·mol−1
De esta ley se deduce que un mol de gas ideal ocupa siempre un volumen igual a 22,4 litros a
0 °C y 1 atmósfera. También se le llama la ecuación de estado de los gases; ya que solo depende
del estado actual en que se encuentre el gas.
Ejemplo 1: En un recipiente 3.5 moles de CO ocupan un volumen de 15.3 L. ¿Cuál es la presión
del gas si la temperatura es de 57|°C?
Ejemplo 2: ¿Cuál es el volumen ocupado por 3 moles de O2 a 500mm de Hg y 10°C?
Ejemplo 3: El clorato de potasio se descompone en oxígeno y cloruro de potasio. Si en el
laboratorio se recogen 80 ml de oxígeno a 18°C y 0,7 atm de presión, cuántas moles de oxigeno se
obtuvieron?
ACTIVIDAD
1.) Un cilindro de 1,3 litros que contiene un gas a temperatura ambiente tiene una presión de 4
atmósferas. ¿Cuál será el volumen del gas a 1.5 atm y a la misma temperatura?
2.) Una masa de nitrógeno tiene un volumen de 4,25 Litros a una presión de 750 torr. ¿A qué valor
en atmósferas debe cambiarse la presión si el volumen debe reducirse a 3.5 litros? Si la
temperatura permanece constante.
3.) A condiciones estándar ¿Cuál será el volumen de 15gramos de CO2?
4.) 3,5 gramos de cloro se encuentran en un recipiente de 3.8 litros a 12ºC ¿Cuál es la presión
ejercida por el gas?
5.) 25 gramos de CO2 ocupan un volumen de 3,82 litros a 30ºC y 1 atm de presión. Si se aumenta
la temperatura a 42ºC, manteniendo la presión constante, ¿Cuál es el volumen del gas?
6.) 50 gramos de Neón ocupan un volumen de 4,5 L a 27ºC y una atmósfera de presión ¿Cuánto
debemos elevar la temperatura en grados centígrados para obtener un volumen de 10.5 litros, si la
presión permanece constante?
7.) Una muestra de gas ocupa un volumen de 681 mililitros a 945 torr y 18ºC ¿Qué volumen
ocupará a 118ºC y 745torr?
8.) El volumen de una muestra de gas es 900 ml a 85ºC y 0,750 atm.¿ A que temperatura se
encuentra el gas si se lleva a un recipiente de 2 litros bajo una presión de 1,5 atm?
9.) Un gas se encuentra a 127ºC y 2 atm de presión ocupando un volumen de 5 litros, si la
temperatura se eleva a 527ºC ¿Cuál será la presión del gas si el volumen permanece constante?
10.) Una capsula de 180 ml contiene H2S a 23ºC y está bajo una presión de 1800 torr ¿Qué
presión ejercerá el gas a 16ºC?
11) Un volumen gaseoso de un litro es calentado a presión constante desde 18 °C hasta 58 °C,
¿qué volumen final ocupará el gas?
12) Una masa gaseosa a 32 °C ejerce una presión de 18 atmósferas, si se mantiene constante el
volumen, qué aumento sufrió el gas al ser calentado a 52 °C?
13) En un laboratorio se obtienen 30 cm³ de nitrógeno a 18 °C y 750 mm de Hg de presión, se
desea saber cuál es el volumen normal.
14) Una masa de hidrógeno en condiciones normales ocupa un volumen de 50 litros, ¿cuál es el
volumen a 35 °C y 720 mm de Hg?.
15) Un gas a 18 °C y 750 mm de Hg ocupa un volumen de 150 cm³, ¿cuál será su volumen a 65
°C si se mantiene constante la presión?
16) Una masa gaseosa a 15 °C y 756 mm de Hg ocupa un volumen de 300 cm³, cuál será su
volumen a 48 °C y 720 mm de Hg?
Responder el siguiente cuestionario:
1) ¿Cómo se dilatan los gases?
2) ¿Qué leyes rigen esos fenómenos?
3) Enuncie las leyes de Gay Lussac.
4) ¿Qué son gases reales e ideales?