FUNDACIÓN EDUCACIONAL LICEO POLIVALENTE MARIA REINA “Ellos son el tesoro que Dios nos ha confiado” Profesora : Silvia Díaz Hidalgo Ciencias Naturales

“Guía de Estudio y Trabajo “Los Gases, Características, Propiedades y Teorías de los gases”

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Objetivo de la guía: 1.-Explicar las propiedades de los gases por medio de la teoría cinético-molecular dela materia.- 2.- Describir cómo se comportan los gases de acuerdo a las leyes de los gases El estado gaseoso Los gases no son observables a simple vista; sin embargo, poseen masa y ocupan un lugar en el espacio, es decir, son materia. Los gases se distinguen fácilmente de sólidos y líquidos. Dicha distinción tiene una explicación basada en la unión y el movimiento de sus partículas. 1.- 2.- 3.-

Sólido líquido gaseoso Sólido: Sus partículas están muy juntas. Por ello, vibran en sus posiciones, pero no se desplazan. Líquidos: Sus partículas están levemente separadas. Por ello, vibran y se desplazan unas sobre otras.- Gases: sus partículas están muy separadas, vibran y se desplazan libremente. Teoría Cinética Molecular

FUNDACIÓN EDUCACIONAL LICEO POLIVALENTE MARIA REINA “Ellos son el tesoro que Dios nos ha confiado” Profesora : Silvia Díaz Hidalgo Ciencias Naturales Como ya has estudiado, la materia se puede presentar en diferentes estados físicos, por ejemplo, el sólido, el líquido y el gaseoso. Cada uno de ellos posee características particulares, como la compresibilidad de los gases y la incompresibilidad de los sólidos y líquidos.- ¿De qué manera crees que es posible explicar las propiedades que caracterizan cada uno de estos tres estados? Basándose en diversos estudios de algunos científicos del siglo XIX, se ha propuesto la teoría cinético- molecular. Esta teoría surgió para explicar la naturaleza y el comportamiento de los gases, sin embargo, también se puede aplicar a los demás estados físicos ideales.- Los gases y la teoría cinético-molecular Cuando la teoría cinético-molecular se aplica a los gases, se denomina teoría Cinética de los gases. A continuación, se señala un resumen de sus postulados. 1.- Los gases están formados por partículas muy pequeñas que, en la naturaleza, están muy separadas entre sí. 2.- La fuerza de atracción entre ellas es mínima, casi inexistente. ∙ 3.- Las partículas se encuentran en constante desplazamiento y en todas las direcciones posibles. Es por ello que presentan energía cinética.- 4.- El desplazamiento aleatorio de las partículas ocasiona choques entre ellas y contra las paredes del recipiente que las contiene.- ∙5.- A medida que aumenta la temperatura de un gas, la velocidad de Movimiento de sus partículas se incrementa.- ∙6.- La presión que ejercen los gases se debe a los choques de las partículas Contra las paredes del recipiente que los contiene.- Propiedades y características de los gases Los gases presentan una serie de características y propiedades que los diferencian de los sólidos y de los líquidos. Algunas de estas características se pueden evidenciar en algo tan cotidiano como inflar un globo. Para indagar sobre esto, realiza la siguiente actividad.- Los gases se caracterizan por no tener forma propia ni un volumen definido, pues adoptan la forma del recipiente que los contiene, ocupando todo el espacio disponible. La mayoría de ellos son incoloros y, además, presentan densidades menores que los sólidos y los líquidos.

FUNDACIÓN EDUCACIONAL LICEO POLIVALENTE MARIA REINA “Ellos son el tesoro que Dios nos ha confiado” Profesora : Silvia Díaz Hidalgo Ciencias Naturales Propiedades de los gases: A través de la teoría cinético-molecular de la materia, es posible explicar las propiedades de los gases. A continuación, revisaremos algunas de ellas. Fluidez Los gases tienen la capacidad de expandirse y completar, de manera uniforme e indefinida, todo el espacio en el que se encuentren. Lo anterior se debe a la casi nula fuerza de atracción que existe entre sus partículas. De este modo, si se produce un orificio en un recipiente que contenga un gas, este huirá hacia el exterior. Esto es lo que ocurre cuando inflamos un globo y lo soltamos sin haberlo amarrado

Compresión Los gases, al ser sometidos a una determinada presión, pueden disminuir considerablemente su volumen, como consecuencia de la distancia que existe entre sus partículas. Cuando un gas se comprime, sus partículas ejercen una presión uniforme sobre las paredes del recipiente que lo contiene. Esto sucede con el aire que está al interior de una jeringa cuando es presionado con el émbolo

FUNDACIÓN EDUCACIONAL LICEO POLIVALENTE MARIA REINA “Ellos son el tesoro que Dios nos ha confiado” Profesora : Silvia Díaz Hidalgo Ciencias Naturales Difusión: Los gases tienen la capacidad de mezclarse con otros gases, debido a la gran distancia que existe entre sus partículas y al continuo movimiento de estas. Por ejemplo, si se produce una fuga de gas en la cocina, y puedes mezclarse con otros gases.-

1. Identifica las propiedades de cada uno de los estados de la materia, de acuerdo a los postulados de la teoria cinético-molecular y su aplicación, y escribe una L para las que corresponden, a líquidos, S para sólidos y G para gases.

a.____ Se caracterizan por presentar partículas muy cercanas entre sí. b. ____Sus partículas constituyentes se encuentran a gran distancia, en constante movimiento y en todas las direcciones posibles. c.____ Las partículas que los constituyen presentan fuerzas medias de atracción en comparación con otros estados de la materia, que presentan fuerzas muy altas o casi nulas. d._____ Sus partículas se encuentran tan unidas que su forma es fija y no se adapta, a diferencia de los otros estados de la materia. e._____ Estado cuyas partículas se caracterizan por tener, entre ellas, fuerzas de atracción prácticamente nulas. f. ______En la naturaleza sus partículas se encuentran a una gran distancia. 2. Los gases se caracterizan por su fluidez, difusión y compresión. Observa atentamente las siguientes imágenes e indica a cual de las características enunciadas corresponden. 1 punto c/u

Factores que afectan el comportamiento de los gases

a. b. c.

FUNDACIÓN EDUCACIONAL LICEO POLIVALENTE MARIA REINA “Ellos son el tesoro que Dios nos ha confiado” Profesora : Silvia Díaz Hidalgo Ciencias Naturales El comportamiento de los gases depende de ciertos factores, como la temperatura, el volumen y la presión.- Temperatura y volumen Si la temperatura de un gas aumenta, también lo hace su volumen, Y viceversa. Según la teoría cinético-molecular, cuando un gas absorbe calor,sus partículas se desplazan más rápido, y este se expande. Al aumentar la temperatura del aire, su volumen también aumenta, lo que lo hace menos denso. Por ello, el globo aerostático puede elevarse. Contesta las siguientes preguntas.- 1.- ¿Crees que el aumento de la temperatura afecta el volumen de los gases de la atmósfera ? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2.- ¿Por qué crees que es importante saber cómo se comportan los gases? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Presión y Temperatura Cuando un gas aumenta su temperatura, también se incrementa la velocidad con la que se mueven sus partículas. Esto eleva la cantidad de choques entre ellas y hace que ejerzan mayor presión sobre las paredes del recipiente que contiene el gas. Volumen y presión

FUNDACIÓN EDUCACIONAL LICEO POLIVALENTE MARIA REINA “Ellos son el tesoro que Dios nos ha confiado” Profesora : Silvia Díaz Hidalgo Ciencias Naturales Al presionar un gas contenido en un recipiente cerrado, sus partículas no pueden escapar y se juntan unas con otras, lo que produce una disminución del volumen del gas.

1.- Según la teoría cinética de los gases: a. ¿Cómo se encuentran las partículas en el estado gaseoso?

b. ¿Por qué los gases ocupan todo el volumen disponible en un recipiente?

c. ¿A qué se debe la presión que ejerce un gas?

2.- Menciona una situación cotidiana donde se observen las propiedades de los gases que se indican a continuación.- Fluidez

Compresión

Difusión

ACTIVIDAD: TEORÍA CINÉTICA MOLECULAR

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3.- Observe la siguiente imagen sobre el comportamiento de las partículas de la materia y responda.: 2 puntos c/u a) Si las esferas representan partículas (átomos o moléculas), ¿de qué está formado el gas? b) Si las flechas representan movimiento y velocidad de movimiento ¿qué puede decir sobre estos dos fenómenos? c) ¿Qué puede decir sobre el espacio que existe entre dos partículas cualquiera? d) ¿Cómo cree usted que se compara si la sustancia fuese un líquido y no un gas?

La Teoría cinética molecular de los gases se basa en los conocimientos adquiridos sobre las moléculas para explicar el comportamiento macroscópico de la materia, especialmente los gases. Veamos si podemos deducir algunos de sus postulados con las observaciones y respuestas realizadas por ustedes. 4.- Complete las siguientes oraciones con las palabras faltantes o seleccionando la opción correcta. Los gases están constituidos por __________________. Éstas están en constante movimiento, pero el movimiento es _______________________. También existen fuerzas entre las moléculas, estas fuerzas pueden ser ____________________ o _________________. Si las partículas chocan entre sí su movimiento aumenta / disminuye. Las moléculas también pueden chocar contra las _______________________ del recipiente donde se encuentran. Entre una molécula y otra existe un __________________ pero éste es igual / no es igual entre una molécula y otra. Leyes de los Gases

FUNDACIÓN EDUCACIONAL LICEO POLIVALENTE MARIA REINA “Ellos son el tesoro que Dios nos ha confiado” Profesora : Silvia Díaz Hidalgo Ciencias Naturales Las leyes de los gases se originan como resultado de incontables experimentos realizados durante siglos para explicar su comportamiento y establecer los factores que intervienen en él. 5.- Analiza el procedimiento y responde:

a) ¿Qué factores se estudian en el procedimiento? _________________________________________________________________

b) ¿Cuáles se mantienen controlados? _________________________________________________________________

c) ¿Qué le sucede al aire contenido en el matraz? ________________________________________________________________

d) ¿Cómo se comportan sus partículas? ________________________________________________________________

FUNDACIÓN EDUCACIONAL LICEO POLIVALENTE MARIA REINA “Ellos son el tesoro que Dios nos ha confiado” Profesora : Silvia Díaz Hidalgo Ciencias Naturales Ley de Charles: Jacques Charles (1746–1823), un científico y estudioso de la aeronáutica, llegó a importantes conclusiones en relación con el comportamiento de los gases y que permiten explicar lo ocurrido en la actividad anterior.

La Ley de Charles plantea: A presión constante, si la temperatura de un gas aumenta, también lo hace su volumen, y viceversa.

Ley de Gay-Lussac Siguiendo los pasos de Charles, Joseph Gay-Lussac (1778–1850) se centró en la relación temperatura-presión de un gas y concluyó que: A volumen constante, si la temperatura de un gas aumenta, también lo hace su presión, y viceversa.

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6.- En la siguiente tabla se ordenaron los datos obtenidos al realizar el experimento anterior.

Temperatura (K) 200 320 400 520 600 720 800 Presión (atm) 0,5 0,8 1,0 1,3 1,5 1,8 2,0

a. Grafica los datos de la tabla

FUNDACIÓN EDUCACIONAL LICEO POLIVALENTE MARIA REINA “Ellos son el tesoro que Dios nos ha confiado” Profesora : Silvia Díaz Hidalgo Ciencias Naturales b. ¿Qué ocurre con la presión que ejerce el gas cuando aumenta su temperatura?

c. ¿Qué sucederá si la temperatura disminuye?

d. Elabora una conclusión del experimento de Gay-Lussac.-

Ley de Boyle Robert Boyle (1627–1691) estudió sistemáticamente la relación entre la presión y el volumen de un gas a temperatura constante. Tras una serie de experimentos, concluyó: A temperatura constante, si el volumen ocupado por un gas aumenta, su presión disminuye y viceversa.

La Ley de Boyle también es conocida como Ley de Boyle-Mariotte, pues fue planteada de manera independiente por los dos científicos. ¿Creen que sus conclusiones hubieran sido diferentes si hubiesen trabajado conjuntamente?

1.- En el tubo introdujo una determinada cantidad de mercurio, dejando atrapada una cierta cantidad de aire en su interior. 2.- Con una escala graduada, midió el volumen de aire atrapado. La presión inicial la obtuvo utilizando la altura de la columna de mercurio. 3.- Luego, sin variar la temperatura, añadió más mercurio a la parte abierta del tubo. Así, determinó que la presión del gas atrapado aumentó y su volumen se redujo.

FUNDACIÓN EDUCACIONAL LICEO POLIVALENTE MARIA REINA “Ellos son el tesoro que Dios nos ha confiado” Profesora : Silvia Díaz Hidalgo Ciencias Naturales Ley de los Gases ideales La ley de los gases ideales está basada en mediciones experimentales de las propiedades de los gases que tienen un comportamiento ideal. Sin embargo, se considera que expresa el comportamiento de los gases reales a bajas presiones y altas temperaturas, de modo que, salvo algunas diferencias despreciables, Es posible emplearla de manera general. Esta Ley establece lo siguiente: La Presión, el volumen y la temperatura de un sistema gaseoso permanecen constantes.-

7.- Muchos científicos pusieron su interés en el comportamiento de los gases y luego de diversos estudios analizando las variables, establecieron las leyes de los gases. A continuación describe lo que postularon: Ley de Avogadro

Ley de Charles

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Ley de Gay-Lussac

Nota: cualquier duda me pueden escribir a :

Tareas.profesilvia.gmail.com