leyes de los gases

LEYES DE LOS GASES

Ley de Boyle-Mariotte

Para una cierta cantidad de gas a temperatura constante, su presión es inversamente proporcional al volumen que ocupa.

Matemáticamente sería:

Ley de Charles

A una presión dada, el volumen ocupado por una cierta cantidad de un gas es directamente proporcional a su temperatura.

Matemáticamente la expresión sería:

o

  

Ejemplo:

Un gas tiene un volumen de 2.5 L a 25 °C. ¿Cuál será su nuevo volumen si bajamos la temperatura a 10 °C?

Recuerda que en estos ejercicios siempre hay que usar la escala Kelvin.

Solución: Primero expresamos la temperatura en kelvin:

T₁ = (25 + 273) K= 298 K

T₂ = (10 + 273 ) K= 283 K

Ahora sustituimos los datos en la ecuación:

2.5L		V2
-----	=	-----
298 K		283 K

Si despejas V₂ obtendrás un valor para el nuevo volumen de 2.37 L.

Ley de Gay-Lussac

La presión de una cierta cantidad de gas, que se mantiene a volumen constante, es directamente proporcional a la temperatura:

   

Es por esto que para poder envasar gas, como gas licuado, primero se ha de enfriarse 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:

Cierto volumen de un gas se encuentra a una presión de 970 mmHg cuando su temperatura es de 25.0°C. ¿A qué temperatura deberá estar para que su presión sea 760 mmHg?

Solución: Primero expresamos la temperatura en kelvin:

T₁ = (25 + 273) K= 298 K

Ahora sustituimos los datos en la ecuación:

970 mmHg		760 mmHg
------------	=	------------
298 K		T2

Si despejas T₂ obtendrás que la nueva temperatura deberá ser 233.5 K o lo que e

s lo mismo -39.5 °C. 

Ley de Avogadro

A presión y temperatura constantes, el volumen de cualquier gas es directamente proporcional al número de moles del mismo. O alternativamente, volúmenes iguales de gases diferentes, pero a las mismas presión y temperatura, contienen el mismo número de moléculas.

Matemáticamente, la fórmula es:

   

Ejemplo:

Sabemos que 3.50 L de un gas contienen 0.875 mol. Si aumentamos la cantidad de gas hasta 1.40 mol, ¿cuál será el nuevo volumen del gas? (a temperatura y presión constantes)

Solución: Usamos la ecuación de la ley de Avogadro : V₁n₂ = V₂n₁

(3.50 L) (1.40 mol) = (V₂) (0.875 mol)

Comprueba que si despejamos V₂ obtenemos un valor de 5.60 L

Ley de los gases ideales

Las tres leyes mencionadas pueden combinarse matemáticamente en la llamada ley general de los gases. Su expresión matemática es:

siendo P la presión, V el volumen, n el número de moles, R la constante universal de los gases idealesy T la temperatura en Kelvin.

El valor de R depende de las unidades que se estén utilizando:

·         R = 0,082 atm·l·K·mol si se trabaja con atmósferas y litros

·         R = 8,31451 J·K·mol si se trabaja en Sistema Internacional de Unidades

·         R = 1,987 cal·K·mol

·         R = 8,31451 10 erg ·K·mol

De esta ley se deduce que un mol de gas ideal ocupa siempre un volumen igual a 22,4 litros a 0 °C y 1atmósfera. Véase también Volumen molar. También se le llama la ecuación de estado de los gases, ya que sólo depende del estado actual en que se encuentre el gas.

Para ver ejemplos sobre cada una de las leyes  visita:

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/andared02/leyes_gases/