Gases ideales

Las características generales de un gas incluyen no tener forma ni volumen definido, por lo que adquieren los del recipiente que los contiene; su densidad es baja en comparación con los líquidos y sólidos; y debido a que sus moléculas están muy dispersas los gases son muy compresibles.

Se dice que un gas presenta un comportamiento ideal cuando cumple lo siguiente:

1. Sus partículas están ampliamente separadas

2. Sus partículas están en movimiento constante

3. Las partículas no tienen ninguna interacción al desplazarse en el espacio (no existe atracción o repulsión entre ellas)

4. El volumen de las moléculas es muy pequeño y por lo tanto, despreciable

5. A presiones lo suficientemente bajas y temperaturas lo suficientemente altas, son gases que siguen u obedecen las leyes de Boyle, Charles y de Gay Lussac

Las leyes que rigen el comportamiento del gas ideal son las siguientes:

-Ley de Boyle: el volumen de un peso dado de gas, a temperatura constante, varía en razón inversa de la presión ejercida por el mismo.

PV=k

Donde k es una constante.

- Ley de Charles: el volumen de un peso constante de gas varía en proporción directa con la temperatura absoluta, a presión constante.

V=kT

Donde k es una constante.

- Ley de Gay-Lussac: la presión de un peso constante de un gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta, a volumen constante.

P=kT

Donde k es una constante.

- Hipótesis de Avogadro: nos dice que volúmenes de todos los gases bajo las mismas condiciones de temperatura y presión contienen el mismo número de moléculas.

n=kV

Combinando las leyes anteriores con la hipótesis de Avogadro tendremos que:

PV=knT

Cambiando el símbolo para la constante, se tiene que:

PV=nRT

La ecuación anterior se conoce como ecuación de gas ideal y relaciona las propiedades de presión, volumen, masa y temperatura para un gas ideal. La constante R se conoce como constante universal de los gases. Su valor es de 0.08205 atm-L/gmol-K. Dicho valor se obtiene a partir del volumen molar estudiado en la unidad 1.

La ecuación de gas ideal también nos sirve para calcular la densidad de los gases, tal y como se muestra en los siguientes videos:

Primera generación de estudiantes por competencias en práctica de laboratorio

Orgullo halcón

Estudiantes de Ingeniería Química en sesión extraclase. Nada detiene a un halcón en su determinación para aprender: aunque ayer festeron la entrada de nuevos halcones, hoy retomaron sus actividades de formación profesional a primera hora por la mañana.

¡Sigan así!

La presión de vacío explicada: ¿qué es el vacío?

Al vacío lo podemos definir como la ausencia total de materia en un determinado sistema o lugar. El vacío absoluto no puede alcanzarse por ningún medio ya que al ir eliminando la materia contenida en un sistema, la presión que lo rodea (debida a la atmósfera), "aplastaría" el sistema, impidiendo alcanzar un vacío absoluto. Es por esto que decimos que un sistema está al vacío en realidad nos referimos a un sistema (generalmente un gas) donde hay poca materia contenida, dicho de otra forma, su densidad de partículas es muy baja. Esto se da de manera natural en el espacio exterior (donde las partículas están a una gran distancia unas de otras) y de manera artificial a través de medios mecánicos como son las bombas de vacío.



Al contener una cantidad baja de materia, la presión absoluta de un sistema a vacío siempre será menor a la atmosférica.

Entre las cosas curiosas del vacío tenemos que el sonido no puede propagarse en este, ya que éste se produce por la vibración de un material y necesita por lo tanto de un medio como el aire para propagarse.

Retirar materia de un sistema no es la única forma de generar vacío. Si partimos de un vapor de cualquier sustancia, al cual lo enfriamos hasta que se condense, las partículas que originalmente ocupaban todo el espacio disponible en el sistema, ahora se distribuirán en un espacio menor, dejando una parte del sistema vacía (aunque en realidad no sea un vacío perfecto, pues habrá moléculas de la sustancia en fase gaseosa que estarán en equilibrio con su fase líquida). De esta forma también generamos vacío.

Para ver como se calcula la presión absoluta en un sistema de vacío visita esta entrada.