Desempeño
Identifica las propiedades físicas y químicas de los gases.
Aplica correctamente las leyes de los gases en la resolución de problemas.
Evaluacion de gases 1 de Junio .
Evaluacion de gases 1 de Junio .
Presenta su proyecto de la química aplicada al medio ambiente en carteleras y sustenta el día 16 DE mayo
Propiedades de los gases
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El estado gaseoso es un estado disperso de la materia, es decir, que las moléculas del gas están separadas unas de otras por distancias mucho mayores del tamaño del diámetro real de las moléculas. Resuelta entonces, que el volumen ocupado por el gas (V) depende de la presión (P) , la temperatura (T) y de la cantidad o numero de moles ( n).
Las propiedades de la materia en estado gaseoso son:
Recipientes de gas.
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1. Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene. Un gas, al cambiar de recipiente, se expande o se comprime, de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente.
2. Se dejan comprimir fácilmente. Al existir espacios intermoleculares, las moléculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen, cuando aplicamos una presión.
3. Se difunden fácilmente. Al no existir fuerza de atracción intermolecular entre sus partículas, los gases se esparcen en forma espontánea.
4. Se dilatan, la energía cinética promedio de sus moléculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada.
Variables que afectan el comportamiento de los gases
1. PRESIÓN
Es la fuerza ejercida por unidad de área. En los gases esta fuerza actúa en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente.
La presión atmosférica es la fuerza ejercida por la atmósfera sobre los cuerpos que están en la superficie terrestre. Se origina del peso del aire que la forma. Mientras más alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de él, por consiguiente la presión sobre él será menor.
2. TEMPERATURA
Es una medida de la intensidad del calor, y el calor a su vez es una forma de energía que podemos medir en unidades de calorías. Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno frío, el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo frío.
La temperatura de un gas es proporcional a la energía cinética media de las moléculas del gas. A mayor energía cinética mayor temperatura y viceversa.
La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin.
3. CANTIDAD
La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa, usualmente en gramos. De acuerdo con el sistema de unidades SI, la cantidad también se expresa mediante el número de moles de sustancia, esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular.
4. VOLUMEN
Es el espacio ocupado por un cuerpo.
5. DENSIDAD
Es la relación que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros.
Gas Real
Los gases reales son los que en condiciones ordinarias de temperatura y presión se comportan como gases ideales; pero si la temperatura es muy baja o la presión muy alta, las propiedades de los gases reales se desvían en forma considerable de las de gases ideales.
Concepto de Gas Ideal y diferencia entre Gas Ideal y Real.
Los Gases que se ajusten a estas suposiciones se llaman gases ideales y aquellas que no se les llaman gases reales, o sea, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y otros.
1. - Un gas está formado por partículas llamadas moléculas . Dependiendo del gas, cada molécula está formada por un átomo o un grupo de átomos. Si el gas es un elemento o un compuesto en su estado estable, consideramos que todas sus moléculas son idénticas.
2. - Las moléculas se encuentran animadas de movimiento aleatorio y obedecen las leyes de Newton del movimiento. Las moléculas se mueven en todas direcciones y a velocidades diferentes. Al calcular las propiedades del movimiento suponemos que la mecánica newtoniana se puede aplicar en el nivel microscópico. Como para todas nuestras suposiciones, esta mantendrá o desechara, dependiendo de sí los hechos experimentales indican o no que nuestras predicciones son correctas.
3. - El número total de moléculas es grande . La dirección y la rapidez del movimiento de cualquiera de las moléculas puede cambiar bruscamente en los choques con las paredes o con otras moléculas. Cualquiera de las moléculas en particular, seguirá una trayectoria de zigzag, debido a dichos choques. Sin embargo, como hay muchas moléculas, suponemos que el gran numero de choques resultante mantiene una distribución total de las velocidades moleculares con un movimiento promedio aleatorio.
4. - El volumen de las moléculas es una fracción despreciablemente pequeña del volumen ocupado por el gas. Aunque hay muchas moléculas, son extremadamente pequeñas. Sabemos que el volumen ocupado por una gas se puede cambiar en un margen muy amplio, con poca dificultad y que, cuando un gas se condensa, el volumen ocupado por el gas comprimido hasta dejarlo en forma líquida puede ser miles de veces menor. Por ejemplo, un gas natural puede licuarse y reducir en 600 veces su volumen.
5. - No actúan fuerzas apreciables sobre las moléculas, excepto durante los choques. En el grado de que esto sea cierto, una molécula se moverá con velocidad uniformemente los choques. Como hemos supuesto que las moléculas sean tan pequeñas, la distancia media entre ellas es grande en comparación con el tamaño de una de las moléculas. De aquí que supongamos que el alcance de las fuerzas moleculares es comparable al tamaño molecular.
6. - Los choques son elásticos y de duración despreciable . En los choques entre las moléculas con las paredes del recipiente se conserva el ímpetu y (suponemos)la energía cinética. Debido a que el tiempo de choque es despreciable comparado con el tiempo que transcurre entre el choque de moléculas, la energía cinética que se convierte en energía potencial durante el choque, queda disponible de nuevo como energía cinética, después de un tiempo tan corto, que podemos ignorar este cambio por completo.
Características de los gases
En estos enlaces encontraras valiosa información que te servirá para explicar cada una de las características que presentan los gases.
Observo el video y las presentaciones en prezy que me ayudaren a Explicar y graficar las características de los gases( realizo gráficos de cada una de ellas).
Magnitudes de los gases
Las magnitudes de los gases son 4:
1. Temperatura
2. Presión
3. Volumen
4. Cantidad de un gas
Explico cada una de ellas, las unidades que manejan y los instrumentos que se utilizan para su medición. Preparo para participar en clase 100 puntos
5. Para temperatura escribo las fórmulas para sus respectivas conversiones: Preparo ejemplos para participar en clase. (100 puntos)
a. Centígrados
b. Kelvin.
c. Fahrenheit
d. Ranquine
6. Para presión, volumen y cantidad del gas realizo el mismo procedimiento del punto anterior escribo las formulas para sus respectivas conversiones. Preparo ejemplos para participar en clase (100 Puntos)
http://aprendoquimik.weebly.com/los-gases.html
Leyes de los gases ideales
Gas ideal:
Es el comportamiento que presentan aquellos gases cuyas moléculas no interactúan entre si y se mueven aleatoriamente. En condiciones normales y en condiciones estándar, la mayoría de los gases presentan comportamiento de gases ideales.
Ley de Boyle
Si se reduce la presión sobre un globo, éste se expande, es decir aumenta su volumen, siendo ésta la razón por la que los globos meteorológicos se expanden a medida que se elevan en la atmósfera. Por otro lado, cuando un volumen de un gas se comprime, la presión del gas aumenta. El químico Robert Boyle (1627 - 1697) fue el primero en investigar la relación entre la presión de un gas y su volumen.
La ley de Boyle, que resume estas observaciones, establece que: el volumen de una determinada cantidad de gas, que se mantiene a temperatura constante, es inversamente proporcional a la presión que ejerce, lo que se resume en la siguiente expresión:
P.V = constante o P = 1 / V
y se pueden representar gráficamente como:
Interpretación de la gráfica
Explica :
A 10 L la presion es de______________
B. 20 L la presion es de _____________
C. 50L la presion es de _____________
D. 60 L la presion es de ____________
Conclusión. : __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
La forma que más utilizamos para representar la Ley de Boyle corresponde a la gráfica, donde se muestra a un rama de una hipérbola equilátera y podemos usar la siguiente expresión para determinar los valores de dos puntos de la gráfica:
P1 . V1 = P2 . V2
Este tipo de gráficos se denominan isotermas, por lo que a los procesos que cumplen con la Ley de Boyle se les denomina procesos isotérmicos.
Ley de Charles
Cuando se calienta el aire contenido en los globos aerostáticos éstos se elevan, porque el gas se expande. El aire caliente que está dentro del globo es menos denso que el aire frío del entorno, a la misma presión, la diferencia de densidad hace que el globo ascienda. Similarmente, si un globo se enfría, éste se encoge, reduce su volumen. La relación entre la temperatura y el volumen fue enunciada por el científico francés J. Charles (1746 - 1823), utilizando muchos de los experimentos realizados por J. Gay Lussac (1778 - 1823).
La Ley de Charles es una ley de los gases que relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas a presión constante.
En 1787 Charles descubrió que el volumen del gas a presión constante es directamente proporcional a su temperatura absoluta (en Kelvin): V = k · T (k es una constante).
En 1787 Charles descubrió que el volumen del gas a presión constante es directamente proporcional a su temperatura absoluta (en Kelvin): V = k · T (k es una constante).
- Si la temperatura aumenta el volumen aumenta
- Si la temperatura disminuye el volumen disminuye
Esta ley se descubre casi ciento cuarenta años después de la de Boyle debido a que cuando Charles la enunció se encontró con el inconveniente de tener que relacionar el volumen con la temperatura Celsius ya que aún no existía la escala absoluta de temperatura.
Ejercicio 2.
1. Un volumen gaseoso de un litro es calentado a presión constante desde 18 °C hasta 58 °C, ¿qué volumen final ocupará el gas?.
2. El volumen inicial de una cierta cantidad de gas es de 200 cm3 a la temperatura de 20ºC.
Calcula el volumen a 90ºC si la presión permanece
constante.
3. una masa de nitrógeno ocupa un volumen de 70 litros a 16ºC. si la presión se mantiene constante, ¿Cuál será el volumen si se cambia la temperatura a -30ºC?
4. Se tiene un gas a una temperatura de 25° C y con un volumen de 70 cm3, a una presión de 586 mm Hg. ¿Qué volumen ocupará este gas a una temperatura de 0°C si la presión permanece constante?.
y gráficamente se representa como:
Actividad 3
INTERPRETACIÓN DE LA GRÁFICA
A 25 L LA TEMPERATURA ES DE _________
A 20 L LA TEMPERATURA ES DE _________
A 15 L LA TEMPERATURA ES DE _________
A 10 L LA TEMPERATURA ES DE _________
A 5 L LA TEMPERATURA ES DE _________
CONCLUSIÓN. _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Debemos tener presente que la temperatura se DEBE expresar en grados Kelvin, K. Para determinar los valores entre dos puntos cualesquiera de la recta podemos usar:
Los procesos que se realizan a presión constante se denominan procesos isobáricos.
Análogamente, la presión de una determinada cantidad de gas que se mantiene a volumen constante, es directamente proporcional a su temperatura absoluta, que se expresa como:
LEY DE GAY LUSSAC
A volumen constante, la presión de una masa fija de un fija de un gas dado es directamente proporcional a la temperatura kelvin. La representación matemática de esta ley es:
P1 / T1 = P2 / T2
La gráfica nos muestra que al aumentar la temperatura el volumen del gas aumenta
Revisemos el ejemplo:
Un gas, a una temperatura de 35°C y una presión de 440 mm de Hg, se calienta hasta que su presión sea de 760 mm de Hg. Si el volumen permanece constante, ¿Cuál es la temperatura final del gas en °C?
Solución: Si leemos detalladamente el problema nos podremos dar cuenta que las condiciones iniciales de temperatura y presión nos las dan como datos, al igual que la presión final, pero el único dato que no nos dan es la temperatura final, y la cual nos piden en °C.
Vamos a colocar nuestros datos:
T1= 35 ºC + 273 = 308 K
P1= 440 mmHg
T2= ?
P2= 760 mmHg
Ahora, usamos la fórmula para esta ley, la cual colocaré de nuevo.
P1 / T1 = P2 / T2
Despejamos la variable que nos rpegunta, T2, quedando así:
Despejamos la variable que nos rpegunta, T2, quedando así:
reemplazamos los datos:
Pero nos piden el resultado en °C, por lo que restaremos 273 a la cantidad resultante en grados Kelvin.
Como podemos observar en las condiciones iniciales del problema, la temperatura aumentó y como resultado también la presión, esto quiere decir que hemos resuelto el problema con éxito.
Gay-Lussac descubre en 1802 que la presión del gas es directamente proporcional a su temperatura a volumen constante: P = k · T (k es una constante).
Por lo tanto: P1 / T1 = P2 / T2
Lo cual tiene como consecuencia que:
Si la temperatura aumenta la presión aumenta
Si la temperatura disminuye la presión disminuye
Ejercicio 4:
- Cierto volumen de un gas se encuentra a una presión de 970 mm Hg cuando su temperatura es de 25.0°C. ¿A qué temperatura deberá estar para que su presión sea 760 mm Hg?
- Si la presión de una gaseosa se eleva desde 380 mm Hg hasta 1520 mm Hg, siendo la temperatura inicial 17 grados, cual sera la temperatura final si no hay variación de su volumen.
- Una masa gaseosa a 32 °C ejerce una presión de 18 atmósferas, si se mantiene constante el volumen, qué aumento sufrió el gas al ser calentado a 52 °C?.
- Una cierta cantidad de gas se encuentra a la presión de 790 mm Hg cuando la temperatura es de 25ºC. Calcula la presión que alcanzará si la temperatura sube hasta los 200ºC.
- Cierto volumen de un gas se encuentra a una presión de 970 mm Hg cuando su temperatura es de 25.0°C. ¿A qué temperatura deberá estar para que su presión sea 760 mm Hg?
- Una masa dada de un gas recibe una presión absoluta de 2.3 atmósferas, su temperatura es de 33 °C y ocupa un volumen de 850 cm3. Si el volumen del gas permanece constante y su temperatura aumenta a 75 °C, ¿Cuál será la presión absoluta del gas?
LEY COMBINADA DE LOS GASES O Ley General de los Gases:
- La Ley General de los Gases consiste en la unión de las siguientes leyes:
- Ley de Boyle: P1 · V1 = P2 · V2
- Ley de Gay-Lussac: P1 / T1 = P2 / T2
- Ley de Charles: V1 / T1 = V2 / T2
- Todas ellas se condensan en la siguiente fórmula:
P1·V1 / T1 = P2·V2 / T2
Ley Combinada
Esta ley establece como enunciado:
- "El volumen ocupado por una masa gaseosa, es inversamente proporcional a las presiones y directamente proporcional a las temperaturas absolutas que soportan"
Activiblog: Escribe en tu cuaderno de trabajo un análisis o comentario en función de los cambios presentados en la imagen.
De acuerdo con el enunciado, se puede establecer la siguiente expresión matemática:
V1 . P1 = V2 . P2
T1 T2
En donde:
V= Volumen
P= Presión
T= Temperatura
Observa en los siguientes ejemplos la aplicación de dicha expresión:
- Primer paso: identificar los datos que brinda el enunciado.
V1= 2,5 L
T1= 12 °C
P1= 2 atm
T2= 38 °C
P2= 2,5 atm
· Segundo paso: Conocer la incognita.
V2= ?
· Tercer paso: Despejar V2 de la expresión
V1 . P1 = V2 . P2 , quedando así:
T1 T2V1 . P1 = V2 . P2 , quedando así:
V2= V1 . P1 . T2
T1 . P2- Cuarto paso: Transformar las unidades de temperatura (°C) a Kelvin.
T1: K= °C + 273 T2: K= °C + 273
K= 12 + 273= 285 K K= 38 + 273= 311 K
- Quinto Paso: Sustituir los datos en la expresión y efectuar los calculos matemáticos.
V2= 2,5 L . 2 atm . 311 K
285 K . 2,5 atm
Se cancelan las unidades de presión y temperatura (atm y K), se obtiene el resultado.
V2= 2,18 L
2. Cierta masa de un gas ocupa 200 litros a 95 ºC y 782 mm Hg ¿Cuál será el volumen ocupado por dicha masa de gas a 65 ºC y 815 mm Hg?
3. El volumen observado de una cantidad de gas a 10 ºC y a la presión de 750 mm Hg es de 240 litros. Hallar el volumen que ocuparási la temperatura aumenta a 40 ºC y la presión disminuye a 700 mm Hg Resultado 284,4 litros
4. 1000 litros de aire medidos a la presión de 750 mm Hg y a la temperatura de 18 ºC se llevan a un tanque de 725 litros de capacidad. La temperatura final es de 27 ºCC ¿Cuál es la presión del aire en el tanque? Resultado 1067 mm Hg
5. Una masa de gas ocupa un volumen de 600 litros a 25 ºC y 775 mm Hg, se comprime dentro de un tanque de 100 litros de capacidad a la presión de 6 atm. Calcular la temperatura final del gas...Nota: transformar las atm a mm de Hg Resultado 19 ºC
6. Un volumen gaseoso de un litro es calentado a presión constante desde 18 °C hasta 58 °C, ¿qué volumen final ocupará el gas?
El gas ideal es aquel en que las moléculas o átomos no se atraen entre sí (sin interacción entre ellos, no existe atracción intermolecular), por lo que su comportamiento se puede explicar de una forma fija, y cumple una relación llamada Ley del gas ideal y la ley de charles Gay-Lussac. La presión ejercida por el gas se debe a los choques de las moléculas con las paredes del recipiente.
Los gases ideales son los que se encuentran el lado derecho de la tabla periódica, helio, hidrógeno, argón etc. a la presión de 1 atmósfera y a una temperatura de 273 kelvin
Los gases ideales poseen las siguientes propiedades:
Las moléculas del gas se mueven a grandes velocidades de forma lineal pero desordenada
La velocidad de las moléculas del gas es proporcional a su temperatura absoluta
Las moléculas del gas ejercen presión sostenida sobre las paredes del recipiente que lo contiene
Los choques entre las moléculas del gas son elásticas por lo que no pierden energía cinética
La atracción / repulsión entre las moléculas del gas es despreciable
Para estos gases ideales se cumple la siguiente ley:
P · V = n · R · T
Donde n son los moles del gas y R la constante universal de los gases ideales.
EJERCICIOS 6 :
- Tenemos 4,88 g de un gas cuya naturaleza es SO2 o SO3. Para resolver la duda, los introducimos en un recipiente de 1 l y observamos que la presión que ejercen a 27ºC es de 1,5 atm. ¿De qué gas se trata? Masas atómicas O=16 ; S=32 ver solución.
- Un recipiente cerrado de 20 l. contiene gas oxígeno a 200ºC y 740 mmHg. Calcula: ver solución
- a) Los moles de oxígeno contenidos en el recipiente.
- b) Los gramos de oxígeno contenidos en el recipiente.
Datos : Masas atómicas O=16 ; ver solución
Formulada por Dalton en 1801.
La presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones que ejercen cada uno de los gases que la componen.
A la presión que ejerce cada gas de la mezcla se denomina Presión Parcial. Por lo tanto esta ley se puede expresar como:
PTotal = p1+p2+...+pn
Donde p1, p2, ..., pn son las presiones parciales de cada uno de los gases de la mezcla.
Plan de mejoramiento
TENER LAS LEYES DE LOS GASES EN EL CUADERNO
Entregar entre la semana del 5 al 9 de Agosto del 2019
Quienes deben presentar este plan los que no han asistido a clase y no tienen las notas en el cuaderno de las actividades planteadas para alcanzar este desempeño
TENER LAS LEYES DE LOS GASES EN EL CUADERNO
Entregar entre la semana del 5 al 9 de Agosto del 2019
Quienes deben presentar este plan los que no han asistido a clase y no tienen las notas en el cuaderno de las actividades planteadas para alcanzar este desempeño
EJERCICIOS FINALES
50 % Los ejercicios y la evaluación 50%
- Cierta masa de un gas ocupa 200 litros a 95 ºC y 782 mm Hg ¿Cuál será el volumen ocupado por dicha masa de gas a 65 ºC y 815 mm Hg? L.Combinada.
- El volumen observado de una cantidad de gas a 10 ºC y a la presión de 750 mm Hg es de 240 litros. Hallar el volumen que ocupará si la temperatura aumenta a 40 ºC y la presión disminuye a 700 mm Hg Resultado 284,4 litros. L combinada
- 1000 litros de aire medidos a la presión de 750 mm Hg y a la temperatura de 18 ºC se llevan a un tanque de 725 litros de capacidad. La temperatura final es de 27 ºCC ¿Cuál es la presión del aire en el tanque? Resultado 1067 mm Hg . L. combinada
- Una masa de gas ocupa un volumen de 600 litros a 25 ºC y 775 mm Hg, se comprime dentro de un tanque de 100 litros de capacidad a la presión de 6 atm. Calcular la temperatura final del gas...Nota: transformar las atm a mm de Hg Resultado 19 ºC. L combinada
- Una masa de oxígeno ocupa 200 mL a 100°C. Determine su volumen a 0°C, si la presión se mantiene constante. L de Charles
- El volumen inicial de una cierta cantidad de gas es de 200 mL a la temperatura de 293,15 K. Calcule el volumen del gas si la temperatura asciende a 363,15 K y la presión se mantiene constante. L Charles
7. Problema Un volumen gaseoso de un litro es calentado a presión constante desde 18 °C hasta 58 °C, ¿qué volumen final ocupará el gas? Ley de CHARLES
8. Problema Una masa gaseosa a 32 °C ejerce una presión de 18 atmósferas, si se mantiene constante el volumen, qué aumento sufrió el gas al ser calentado a 52 °C? L Gay Lussac.
9. Problema En un laboratorio se obtienen 30 cm³ de nitrógeno a 18 °C y 750 mm de Hg de presión, se desea saber cuál es el volumen normal.
10. Problema Una masa de hidrógeno en condiciones normales ocupa un volumen de 50 litros, ¿cuál es el volumen a 35 °C y 720 mm de Hg? ley combinada
11. Problema Un gas a 18 °C y 750 mm de Hg ocupa un volumen de 150 cm³, ¿cuál será su volumen a 65 °C si se mantiene constante la presión? L Charles
12. Problema Una masa gaseosa a 15 °C y 756 mm de Hg ocupa un volumen de 300 cm³, cuál será su volumen a 48 °C y 720 mm de Hg? L combinada
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