Colegio Secundario CENIT Materia: Fisicoquímica Curso: 2° Año “A” Profesora: Riccio Romina Las Leyes Experimentales de los Gases A fines del siglo XVIII, los científicos empezaron a darse cuenta de que existía una relación entre la presión, la temperatura y el volumen de un gas que se encontraba dentro de un recipiente cerrado. Entonces, pensaron que era posible obtener una fórmula general, que relacionara estas variables. De sus investigaciones nacieron las leyes experimentales de los gases. Ley de Boyle y Mariotte: en 1662, el químico irlandés Robert Boyle realizó una serie de experiencias en las cuales aplicaba presión sobre el aire contenido en un tubo. Observó que, si aumentaba la presión al doble, el volumen ocupado por el aire disminuía a la mitad. De este modo, descubrió una relación proporcionalmente inversa entre la presión y el volumen de un gas: cuando la presión aumentaba, el volumen disminuía en la misma proporción. En 1676, el físico francés Edme Mariotte repitió las experiencias de su colega y confirmó que la relación plateada por Boyle sólo se cumplía a una temperatura constante. De este modo nació la primera ley experimental de los gases: la ley BoyleMariotte que dice “A temperatura constante, el volumen de un gas es inversamente proporcional a la presión a la que es sometido”. Es decir, cuando aumenta el volumen de un gas, disminuye su presión, en igual proporción (y viceversa), siempre y cuando, la temperatura permanezca constante. P1.V1= P2.V2 Ley de Charles y Gay-Lussac: En 1787, el científico francés Jaques Charles observó que a medida que la temperatura de un sistema gaseoso aumentaba, el gas se expandía de manera proporcional. Entonces, si la masa de un gas y la presión a la que se encuentra sometido permanecen constantes, el cociente entre el volumen y la temperatura de ese gas siempre tendrá el mismo valor, es decir será constante. Esta relación también fue descubierta por el químico francés Gay-Lussac. En 1803, surgió la segunda ley experimental de los gases: la ley de Charles y Gay-Lussac, que dice: “A presión constante, el volumen de un gas es directamente proporcional a la temperatura a la que es sometido”. Es decir, cuando aumenta el volumen de un gas, también aumenta su temperatura, de forma proporcional (y viceversa, si disminuye el volumen, también disminuye la temperatura), siempre y cuando, la presión sea constante. V1= V2 T1 T2 Ley de Gay-Lussac: En 1802, el científico Gay-Lussac observó que a medida que aumentaba la temperatura de un gas, si su volumen se mantenía constante, la presión también aumentaba en forma directamente proporcional. De esta manera, surgió la tercera ley experimental de los gases: la ley de GayLussac, que dice: “A volumen constante, la presión de un gas es directamente proporcional a la temperatura a la que es sometido”. Es decir, cuando aumenta la presión de un gas, también aumenta su temperatura, en forma proporcional (y viceversa, si disminuye la presión, disminuye la temperatura), siempre y cuando, el volumen se mantenga constante. P1= P2 T1 T2 Explicación de las leyes experimentales de los gases Para terminar de comprender las leyes experimentales de los gases, se pueden explicar, a partir, de la teoría cinético-molecular: ➢ A temperatura constante, si se aumenta la presión sobre un gas, sus partículas se acercan entre sí y el volumen disminuye proporcionalmente a la presión que aplicamos (La ley de Boyle-Mariotte). ➢ A presión constante, si se aumenta la temperatura de un gas, sus partículas, se mueven a mayor velocidad, se alejan unas de otras y, por lo tanto, aumenta el volumen que ocupa el gas proporcionalmente al aumento de temperatura (La ley de Charles y Gay-Lussac). ➢ A volumen constante, si se aumenta la temperatura del gas, las partículas se mueven a mayor velocidad, éstas, chocan más con las paredes del recipiente y la presión que ejerce el gas aumenta en forma proporcional al aumento de temperatura (La ley de Gay-Lussac). Ecuaciones de estado En algunas ocasiones es necesario predecir qué ocurrirá con un cierto gas en determinadas condiciones experimentales o cómo será su comportamiento al modificar las variables de estado (presión, temperatura, volumen y masa). En esos casos, se debe recurrir a expresiones matemáticas denominadas ecuaciones de estado. La ecuación general de estado de un gas ideal surge de las leyes experimentales y establece una relación general entre la presión, el volumen y la temperatura en un determinado momento. Luego de ocurrido un cambio en el sistema y, siempre considerando que la masa se mantiene constante, se puede predecir el nuevo valor de alguna de estas variables: P1.V1= P2.V2 T1 T2 ECUACIÓN GENERAL DE LOS GASES De esta manera, si alguna de las variables se mantiene constante, se cancela a ambos lados de la ecuación y, entonces, esta coincide con alguna de las tres leyes experimentales dadas anteriormente.
