GASES

Ley de los gases Ideales

Se han desarrollado leyes empíricas que relacionan las variables macroscópicas en base a las experiencias en laboratorio realizadas. En los gases ideales, estas variables incluyen la presión (P), el volumen (V) y la temperatura (T).

La ley de Boyle - Mariotte relaciona inversamente las proporciones de
volumen y presión de un gas, manteniendo la temperatura constante:

P₁. V₁ = P₂ . V₂

La ley de Gay-Lussac afirma que el volumen de un gas......., a presión constante, es directamente proporcional a la temperatura absoluta:

V1/T1 = V2/T2

La ley de Charles sostiene que, a volumen constante, la presión de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta del sistema:

P1/T1 = P2/T2

La temperatura se mide en kelvin (273 ºK = 0ºC) ya que no se puede dividir por cero.

Ley universal de los gases

De las tres leyes anteriores se deduce

P1/T1 =P2/T2; V1/T1 = V2/T2; P1.V1=P2.V2 -----

POR TANTO

P₁.V₁.T₂ = P₂.V₂.T₁

Ley de los Gases Generalizada

En base a la hipótesis de Avogadro puede considerarse una generalización de la ley de los gases. Si el volumen molar (volumen que ocupa un mol de molécula de gas) es el mismo para todos los gases en CNPT, entonces podemos considerar que el mismo para todos los gases ideales a cualquier temperatura y presión que se someta al sistema. Esto es cierto debido a que las leyes que gobiernan los cambios de volumen de los gases con variaciones de temperatura y presión son las mismas para todos los gases ideales. Se relaciona entonces, proporcionalmente, el número de moles (n), el volumen, la presión y la temperatura: P.V ~ n T. Para establecer una igualdad debemos añadir una constante (R) quedando:

P.V = n . R . T

El valor de R se calcula a partir del volumen molar en CNPT:

R = PV/nT = 1 atm. 22,4 L/1 mol. 273 K = 0.08205 atm.L/mol.K

TERMOQUIMICA 2

REACCIONES EXOTÉRMICAS Y REACCIONES ENDOTÉRMICAS.

En las reacciones químicas exotérmicas se desprende calor, el DH es negativo y significa que la energía de los productos es menor que la energía de los reactivos, por ejemplo en las reacciones de combustión.

En las reacciones químicas endotérmicas se absorbe calor, DH es positivo y significa que la energía de los productos es mayor que la energía de los reactivos, por ejemplo en la fotosíntesis.


ECUACIONES TERMOQUÍMICAS.

Son las ecuaciones que expresan simultáneamente las relaciones de masa y de entalpías.

Guía para escribir e interpretar ecuaciones termoquímicas.

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1.- Una ecuación termoquímica se escribe con las fórmulas de los reactivos y de los productos, a sí mismo, los coeficientes estequiométricos siembre se refieren al número de moles de cada sustancia.

2.- Cuando se escriben ecuaciones termoquímicas se deben especificar los estados físicos de todos los reactivos y productos, porque de ellos dependen los cambios reales de entalpías. Usando la siguiente notación: (s) sólido,(l) líquido y (g) gas.

3.- La cantidad de calor asociada a la reacción siempre se escribe en el extremo derecho, la reacción será exotérmica sí DH tiene valor negativo, y endotérmica sí DH tiene valor positivo.

4.- Cuando se invierte una ecuación, se cambian los papeles de los reactivos y productos. En consecuencia, la magnitud de DH para la ecuación es la misma pero cambia de signo



5.- Si se multiplican ambos lados de la ecuación por el factor n, entonces también cambiará por el mismo factor.



La cantidad de calor ganada o perdida por una cierta masa de agua cuando varía su temperatura se determina con al siguiente ecuación:

Q = mCe ∆T

Donde:
Q = Cantidad de calor (Calorías)
m = masa (g)
Ce = Calor específico (cal/gºC)
∆T = Tf – Ti (ºC)

La propiedad denominada calor específico, designada por (Ce), se define como la cantidad de calor que se requiere para variar la temperatura de un gramo de sustancia en un grado de temperatura, se tiene entonces:

Q
Ce = -------
m∆T

La capacidad calorífica (C) de una sustancia es la cantidad de calor requerido para elevar en un grado Celsius la temperatura de una cantidad de sustancia.

(cal)
C = m Ce = --------------
(ºC)

Por ejemplo, el calor específico del agua es de 1 cal/g ºC y la capacidad calorífica de 150 g de agua es:

C = mCe = ( 150 g ) (1 cal/g ºC) =150 cal/ ºC


PROBLEMA RESUELTO.

50 g de agua se calientan desde una temperatura de 20 ºC hasta otra temperatura de 60 ºC. ¿Cuál es la cantidad de calor absorbida?


Masa = 50 g
Tinicial = 20ºC
T final = 60 ºC

Q =mCe ∆T
Q = (50 g)(1 cal/gºC)(60 ºC – 20 ºC)
Q =2000 cal
= 2 kcal


Cuando dos o más sustancias se ponen en contacto, y se determina por ejemplo, la temperatura de equilibrio, se tendrán las siguientes condiciones en el balance de calor:

Calor ganado igual a calor perdido.
La suma algebraica de los valores debe ser cero.

Por ejemplo, se tienen dos masas A y B con temperaturas de 80 y 20 ºC respectivamente. A pierde calor y B lo gana, luego entonces.

QA = QB

Como A pierde calor por convención tiene signo (-), B gana por lo tanto, tiene signo (+) por lo que:

QB - QA = 0