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gases - Coggle Diagram
gases
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los gases existen naturalmente a 25°C y 1 atm, como el O₂, N₂ y los gases nobles. Algunas sustancias son gases porque sus moléculas tienen fuerzas de atracción débiles, mientras que los compuestos iónicos no lo son porque sus fuerzas son muy fuertes.
Además, los gases ejercen presión debido al choque constante de sus moléculas contra las paredes del recipiente. Pequeñas partículas chocando sin parar. La naturaleza inventó el caos microscópico y decidió llamarlo química.
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Los gases ejercen presión porque sus moléculas están en constante movimiento
La presión es la fuerza aplicada sobre una superficie y formula
P=F
A
unida si pascal
1Pa=1 n2
m2
Velocidad y aceleraciónelocidad = distancia recorrida / tiempo
Aceleración = cambio de velocidad / tiempo
V=D
T
a=Av
T
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presión de atmosfera es la presión ejercida por el airee de la atmosfera
la gravedad mantiene el aire alrededor de la tierra
mientras mas altura menos presion atmoferica
el aire ejerce en todas direcciones
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barómetro usa mercurio para medir la presión atmosfera presión estándar es:
1 atm=760 mmHg
también tenemos
1 atm=101325 Pa
1 torr=1 mmHg
Conversiones importantes
manómetro Instrumento para medir presión de gases distintos al aire atmosférico
Tubo cerrado → presiones menores que la atmosférica
Tubo abierto → presiones mayores que la atmosférica
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Ley de Boyle La presión de una cantidad fija de un gas a temperatura constante es inversamente proporcional al volumen del gas ecuaciones p=k1x1-v (donde k1 es la constante de proporcionalidad) pv=k1 (el producto de la presión y el volumen es una constante) p1v1=p2v2 para comparar dos conjuntos de condiciones distintas).
Ley de Charles y de Gay-Lussac El volumen de una cantidad fija de gas mantenido a presión constante es directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas Concepto de Temperatura Absoluta:
Escala Kelvin: El cero absoluto es 0kquivalente a -273.15C A cualquier presión dada, la gráfica de volumen en relación con la temperatura es una línea recta que, al extenderse, interseca el eje de temperatura en -273.15C Conversión: La temperatura en los cálculos de las leyes de los gases debe estar obligatoriamente en Kelvin (k)
v ifinitoT
V=k2Tdonde k2 es una constante de proporcionalidad
v-t=k2
v1 t1= v2t2para comparar dos condiciones a presión constante
Ley de Avogadro A presión y temperatura constantes, el volumen de un gas es directamente proporcional al número de moles del gas presente
v infinito n
v=k4nbdonde n es el numero de mol k4 es la costante propocional
dición de moléculas/gas $\rightarrow$ El volumen aumenta.
Extracción de gas $\rightarrow$ El volumen disminuye.
elación en Reacciones Químicas: Cuando los gases reaccionan entre sí, los volúmenes de cada uno tienen una relación sencilla (por ejemplo, en la síntesis de amoniaco: 3 t{ volúmenes de } H_2 + 1{ volumen de } N_2 2\volúmenes de NH_3
Ecuación del Gas Ideal y sus Aplicaciones origen Combina las tres leyes individuales de los gases analizadas previamente
y de Boyle v= infinito 1-p con y t constante
Ley de Charles v infinito t con y p constante
ley de Avogadro v infinito n con p y t constante
Definición de Gas Ideal: Es un gas hipotético cuyo comportamiento de presión, volumen y temperatura se puede describir completamente con esta ecuación. Las moléculas de un gas ideal no se atraen o se repelen entre sí, y su volumen es despreciable en comparación con el del recipiente
Parámetros y ConstantesCondiciones de Temperatura y Presión Estándar (TPE
emperatura estándar 0c 273.15k
Presión estándar: 1 atm
lumen Molar a TPE: $1\text{ mol}$ de un gas ideal ocupa un volumen de 22.414L
onstante de los Gases R Es la constante de proporcionalidad. Se calcula a partir de las condiciones TPE: R PV-NT 1 atm 22.414L 1atm 273.15 0.082057L . atm K . MOL
Modificaciones de la Ecuación para Cambios de Condiciones Cuando cambian las condiciones de presión, volumen, temperatura y cantidad de gas de un estado inicial 1 yal final 2
Ecuación General P1V1 n1T1=P2V2 n2T
Si la cantidad de gas no cambia n1= n2 se reduce P1V1- T1 = P2V2 T2
Cálculos de Densidad de un Gas Se obtiene reacomodando la ecuación del gas ideal para expresar la relación de moles por unidad de volumen n-v= p RT
Sabiendo que el número de moles es masa dividida entre masa molar n= m-Mse sustituye para obtener
órmula de Densidad d= M-V= PM-RT
Características de los gases: A diferencia de la materia condensada (líquidos y sólidos), las moléculas gaseosas están separadas por distancias grandes
Masa Molar de una Sustancia Gaseosa Permite calcular la masa molar de un gas a partir de valores experimentales de su densidad, presión y temperatura conocidos
órmula de Masa Molar M= drt-P
Utilidad: Es una herramienta que permite determinar la masa molar de un compuesto gaseoso sin necesidad de conocer previamente su fórmula química
Estequiométricos Concepto Clave y FundamentoDefinición: Uso de relaciones entre cantidades (en moles) y masas (en gramos) de reactivos y productos para resolver problemas estequiométricos cuando parte o la totalidad de ellos son gase
Esquema General de los Cálculos Estequiométricos
Para resolver los problemas se sigue una secuencia lógica de conversiones basada en pasos sucesivos
antidad de reactivo (ya sea expresada en gramos o volumen)
Moles de reactivo (usando la masa molar o la ecuación del gas ideal)
Moles de producto (utilizando los coeficientes de la ecuación balanceada / factor molar)
Cantidad de producto (expresada finalmente en gramos o volumen)
Métodos de Resolución según las Condiciones A. Cuando la Temperatura t y la Presión p son Constantes Principio aplicado: Ley de Avogadro (el número de moles de los gases está directamente relacionado con su volumen
Procedimiento: Los coeficientes numéricos de la ecuación química balanceada pueden emplearse directamente como una relación de volúmenes (litros) entre los gases reactivos y productos, reduciendo la necesidad de calcular moles intermedios