Unidad VI: Estado gaseoso. Gases. Características. Volumen. Temperatura: escalas. Presión: medición. Leyes de Boyle, Charles y Dalton de las presiones parciales. Ley de Gay Lussac de los volúmenes reaccionantes. Principio de Avogadro. Ecuación de estado. Ley de Graham de la difusión. Movimiento browniano. Teoría cinética de los gases. Postulados. Desviaciones del comportamiento ideal. Gases reales. Ecuación de van der Waals. Temperatura crítica. Presión crítica. Bibliografía 1 Brown, Lemay, Bursten 2 3 Burns, R.A. Chang, R. 4 5 Whitten, K. W. et al. Petrucci, R.H.; Harwood, W.S. y Geoffrey Herring, F. Química la ciencia central. Edit. Prentice-Hall. Ed 2004- 2009 2014 Fundamentos de Química. Edit. Pearson. México. Ed 2003 Química. Editorial McGraw Hill. México. Ed 2002- 2010 2013 Química General. Editorial McGraw Hill. México. Ed 2008 “Química General”, 8ª ed., Prentice Hall. Ed 2003 Guía de estudio 1. Indique las diferencias (o semejanzas) existentes entre los términos: gas noble, gas ideal, gas real. 2. Describa en que se diferencian, a nivel atómico-molecular, un sólido, un líquido y un gas. 3. Describa las diferencias y semejanzas (en distintas propiedades), existentes entre los tres estados principales de la materia.¿ Existe alguna relación entre estas propiedades y el ordenamiento molecular en cada caso? 4. 2- ¿Qué es la presión atmosférica? ¿Varía con la altitud? ¿Cómo se mide? 5. Enuncie la ley de Boyle-Mariotte. Escriba la ecuación de la misma. Efectúe su representación gráfica. 6. Ley de Charles y Gay Lussac; enunciado, ecuación de la misma y representación gráfica ¿Qué concepto se dedujo a partir de dicha ley? ¿Cómo se denomina la propiedad ejemplificada en la misma? 7. Enuncie la ley de Charles. Escriba la ecuación de la misma. Efectúe su representación gráfica. ¿Qué descubrimiento importante se deriva de dicha ley? 8. Explique porqué aumenta la presión de un gas al aumentar la temperatura. 9. Enuncie la ley de Avogadro de los gases. Escriba la ecuación de la misma. 10. Cuando se llena un globo aerostático para un vuelo, el aire se calienta con calentador de propano. Conforme el aire se calienta, su volumen aumenta. Qué ley de los gases ideales explica este comportamiento. Enúnciela y grafique. 11. ¿A que se denominan CNPT? Indique sus valores. ¿Cuál es el significado de las CNPT con respecto a un mol de un gas ideal? 12. ¿Qué establecen los postulados de la teoría cinética aplicada al caso de los gases ideales? 13. Enuncie la ley de las presiones parciales de Dalton y defina la fracción molar. ¿Qué unidades posee esta última? 14. Represente la curva de distribución de velocidades de Maxwell. ¿Cómo se modifica la misma al aumentar la temperatura del gas? 15. Enuncie y escriba la ley de difusión de Graham. 16. Dos recipientes, uno con Helio y otro con Kriptón, tienen el mismo volumen y están a igual temperatura y presión. Compare (sin números) la energía cinética, la masa, velocidad de movimiento y número de partículas en cada tanque. Explique su razonamiento 17. a) ¿Qué gas difunde más rápidamente, el He o el Ne? Explique su respuesta b) ¿cuantas veces se difunde el más rápido en relación al más lento? 18. A la misma temperatura y presión ¿Cuáles moléculas tienen la máxima velocidad promedio? (a) bromo (b) cloro (c) fluor (d) iodo 19. ¿Por qué razón los gases se acercan al comportamiento de un gas ideal si se encuentran a alta temperatura y baja presión?. 20. ¿Por qué razón los gases se alejan del comportamiento de un gas ideal si se encuentran a baja temperatura y/o alta presión? 21. ¿Qué correcciones se establecen a la ecuación general de los gases, para adecuarla al comportamiento de los gases reales? Preguntas múltiple respuestas 1. Volúmenes iguales de gases, bajo las mismas condiciones de temperatura y presión, contienen igual número de moléculas. Este enunciado corresponde a: A) Ley de Gay Lussac B) Ley de Boyle C) Principio de Avogadro D) Ley de Charles 2. De acuerdo a la teoría cinética de los gases, la velocidad media de las moléculas de un gas dado, es proporcional a: A) La temperatura absoluta B) La raíz cuadrada de la temperatura absoluta C) El cuadrado de la temperatura absoluta D) El volumen del recipiente E) El recíproco de la temperatura absoluta (1/T). 3. ¿En qué conjunto de condiciones se esperaría que un gas se acerque al comportamiento de un gas ideal: a]alta temperatura y baja presión b] baja temperatura y alta presión c] baja temperatura y baja presión. d] alta temperatura y alta presión. Explique los fundamentos de su respuesta. 4. ¿En que conjunto de condiciones se esperaría que un gas se aleje en mayor grado del comportamiento de un gas ideal: a]alta temperatura y baja presión b] baja temperatura y alta presión c] baja temperatura y baja presión. d] alta temperatura y alta presión. Explique los fundamentos de su respuesta 5. Los gases reales se comportan de manera distinta a los ideales porque i) las moléculas de los gases reales están en movimiento constante ii) las moléculas de los gases reales chocan con las paredes del recipiente iii) las moléculas de los gases reales tienen volumen iv) las moléculas de los gases reales se atraen entre si A) i) y ii) B) sólo iii) C) iii) y iv) D) todas las anteriores 6. El volumen molar de un gas ideal: A) Disminuye al aumentar la temperatura B) Tiene un valor constante de 22.4 L y no se modifica por cambios en la temperatura y la presión. C) Disminuye al bajar la presión del gas D) En CNPT, es menor para un gas de bajo peso molecular que para otro de peso molecular más elevado. E) Disminuye al bajar la energía cinética de las moléculas del gas. 7. El volumen molar de un gas ideal: A) En CNPT, es mayor para un gas de alto peso molecular que para otro de peso molecular bajo. B) Tiene un valor constante de 22.4 L y no se modifica por cambios en la temperatura y la presión. C) Disminuye al aumentar la temperatura D) Aumenta al disminuir la energía cinética de las moléculas del gas E) Disminuye al aumentar la presión a la que está sometido. 8. Un gas real tiene un comportamiento muy desviado respecto a un gas ideal en condiciones de: A) una P alta y T baja B) una P baja y T alta C) P y T altas D) P y T bajas E) P y T normales 9. En el caso de una sustancia que permanece como gas en todas las condiciones indicadas, la desviación a la ley de los gases ideales será mayor a: A) 100º C y 2.0 atm B) -100ºC y 2.0 atm C) -100º C y 4.0 atm D) 0ºC y 2.0 atm E) 100º C y 4.0 atm 10. En el caso de una sustancia que permanece como gas en todas las condiciones indicadas, su comportamiento como gas ideal será mayor a: A) 0ºC y 1.0 atm B) -100ºC y 2.0 atm C) -100º C y 4.0 atm D) 250º C y 1.0 atm E) 100º C y 2.0 atm 11. ¿Cuál de los siguientes gases se escaparía más rápidamente a través de una pequeña apertura de un recipiente? A) cloro B) nitrógeno C) flúor D) oxigeno E) dióxido de carbono
