Laboratorio de Fisico-Quimica

LEY DE GASES IDEALES (VOLUMEN MOLAR)

I. Gas

Se denomina gas al estado de agregación de la materia en el cual, bajo ciertas condiciones de temperatura y presión, sus moléculas intereaccionan solo débilmente entre sí, sin formar enlaces moleculares, adoptando la forma y el volumen del recipiente que las contiene y tendiendo a separarse, esto es, expandirse, todo lo posible por su altaenergía cinética. Los gases son fluidos altamente compresibles, que experimentan grandes cambios de densidad con la presión y la temperatura. Las moléculas que constituyen un gas casi no son atraídas unas por otras, por lo que se mueven en el vacío a gran velocidad y muy separadas unas de otras, explicando así las propiedades:

Las moléculas de un gas se encuentran prácticamente libres, de modo que son capaces de distribuirse por todo el espacio en el cual son contenidos. Las fuerzas gravitatorias y de atracción entre las moléculas son despreciables, en comparación con la velocidad a que se mueven sus moléculas.

Los gases ocupan completamente el volumen del recipiente que los contiene.

Los gases no tienen forma definida, adoptando la de los recipientes que las contiene.

Pueden comprimirse fácilmente, debido a que existen enormes espacios vacíos entre unas moléculas y otras.

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II. Volumen molar:

Ventaja:

Permite calcular la Masa Molar, de un gas por un sencillo razonamiento en sentido inverso, hallando cuánto pesan 24,8 L de dicho gas en condiciones estándar.

El volumen molar de una sustancia, simbolizado Vm, es el volumen de un mol de ésta. La unidad del Sistema Internacional de Unidades es el metro cúbico por mol:

m3 · mol-1

Un mol de cualquier sustancia contiene 6,022 · 1023 partículas. En el caso de sustancias gaseosas moléculares un mol contiene NA moléculas. De aquí resulta, teniendo en cuenta la ley de Avogadro, que un mol de cualquier sustancia gaseosa ocupará siempre el mismo volumen (medido en las mismas condiciones de presión y temperatura).

Experimentalmente, se ha podido comprobar que el volumen que ocupa un mol de cualquier gas ideal en condiciones normales (Presión = 1 atmósfera, Temperatura = 273,15 K = 0 °C) es de 22,4 litros.3 Este valor se conoce como volumen molar normal de un gas.

Este valor del volumen molar corresponde a los llamados gases ideales o perfectos; los gases ordinarios no son perfectos (sus moléculas tienen un cierto volumen, aunque sea pequeño) y su volumen molar se aparta ligeramente de este valor. Así los volúmenes molares de algunos gases son:

Monóxido de carbono (CO) = 22,4 L. Dióxido de azufre (SO2) = 21,9 L. Dióxido de carbono (CO2) = 22,3 L.

En el caso de sustancias en estado sólido o líquido el volumen molar es mucho menor y distinto para cada sustancia. Por ejemplo:

Para el nitrógeno líquido (–210 °C) el volumen molar es de 34,6 cm3. Para el agua líquida (4 °C) el volumen molar es de 18,0 cm3.

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 III. CONDICIONES NORMALES

Se denominan condiciones normales de presión y temperatura a las siguientes:

Presión 1 atm (una atmósfera) Temperatura 0ºC (equivale a 273 K)

ENTONCES DECIMOS QUE :

Experimentalmente, se ha podido comprobar que el volumen que ocupa un mol de cualquier gas ideal en condiciones normales (Presión = 1 atmósfera, Temperatura = 273,15 K = 0 ºC) es de 22,4 litros. Este valor se conoce como volumen molar normal de un gas.

Este valor del volumen molar corresponde a los llamados gases ideales o perfectos; los gases ordinarios no son perfectos (sus moléculas tienen un cierto volumen, aunque sea pequeño) y su volumen molar se aparta ligeramente de este valor.El volumen molar de una sustancia es el volumen de un mol de ésta. La unidad del Sistema Internacional de Unidades es el metro cúbico por mol:m³/mol

La ley de los gases ideales puede escribirse

PVm = RT

P:PresiónVm: Volumen molarR: constante de los gases (8.314472 J/mol·K)T: Temperatura (K)

Despejando Vm llegamos a:

Vm = RT/ P

EJEMPLO:

1. Que volumen ocupara 80gr de CO2 medidos en condiciones normales de P y T?

El volumen será igual a moles x 22.4 lts/molPor lo tanto se necesita conocer el numero de moles

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moles= gramosmasamolecular

=mol=g /Mm

moles= 80g

244gmol

=1.81moles

V= moles x 22.4 lts/molV= 1.81 moles x 22.4 lts/mol =40.54V= 40.54 lts