LEY AVOGADRO

Avogadro observó que si se colocaban masas de gases iguales a su  peso molecular, a la misma temperatura y presión, todos ocupaban el mismo volumen.

En condiciones estándar de presión y temperatura (P = 1 atm y T = 273 K), el volumen ocupado es de 22.4 l, como se muestra en la siguiente figura:

Otra manera de expresar la Ley de Avogadro, es como sigue: volúmenes iguales de gases diferentes, bajo las mismas condiciones de temperatura y presión, contienen el mismo número de partículas y, por lo tanto, el mismo número de moles. Es decir, el volumen es directamente proporcional al número de moles (n):

Para eliminar el signo de proporcionalidad, introducimos una constante, el volumen molar (V):

V = V n

Finalmente, despejando el volumen molar, tenemos:

por lo que el volumen molar se define como el volumen ocupado por un mol de un gas. también Avogadro estableció el número de entidades elementales (átomos, moléculas,electrones, iones) que se encuentran en un mol de cualquier sustancia, y este número es 6.022 x 10 a la 23

 

LEY COMBINADA DE LOS GASES

La combinación de las leyes de Boyle (temperatura constante), Charles (presión constante) y Gay-Lussac (volumen constante), cuando un gas pasa de un estado (1) a un estado (2), se puede expresar por la siguiente ecuación:

LEY DE DALTON

Dalton demostró que en una mezcla de gases, cada componente ejerce una presión parcial equivalente a la presión que ejercería si fuera el único gas presente en el mismo volumen; la presión total de la mezcla es entonces, la suma de las presiones parciales de todos los gases presentes.

Para una mezcla gaseosa de " i " componentes, la presión total (PT) está dada por la suma de las presiones parciales de cada gas:

La presión parcial de cada gas se puede calcular mediante:

en donde Xi es la fracción mol del i-ésimo componente y esta dado por el cociente entre el número de moles de " i " (ni) respecto al número total de moles (nT):

y la suma de las fracciones molares de la mezcla es igual a la unidad:

LEY DE AMAGAT

Una ley similar a la de Dalton es la Ley de Amagat de los volúmenes parciales. Dice que en una mezcla de gases, el volumen total puede ser considerado como la suma de los volúmenes parciales de los constituyentes de la mezcla:

El volumen parcial de cada constituyente es el volumen que ocuparía el gas si estuviera presente solo a una temperatura dada y a la presión total de la mezcla. Se puede calcular mediante:

en donde Xi es la fracción mol del i-ésimo componente y esta dado por el cociente entre el número de moles de " i " (ni) respecto al número total de moles (nT):

LEY DE GRAHAM

Thomas Graham en 1931 establece que en las mismas condiciones de temperatura y presión, las velocidades de difusión de las sustancias gaseosas son inversamente proporcionales a la raíz cuadrada de sus masas molares. Este enunciado se conoce ahora como la Ley de difusión de Graham, se expresa matemáticamente como

\frac {v_1} {v_2} = \frac {\sqrt{\delta_2}} {\sqrt{\delta_1}}

Siendo v las velocidades y δ las densidades

Se entiende por:

Efusión: La efusión es el proceso por el cual un gas bajo presión escapa de un recipiente al exterior a través de una pequeña abertura. Se ha demostrado que la velocidad de efusión es directamente proporcional a la velocidad media de las moléculas.

Se pueden medir los tiempos necesarios para que cantidades iguales de gases efundan en las mismas condiciones de presión y temperatura, demostrándose que dichos tiempos son inversamente proporcionales a sus velocidades. Así, cuanto más pesada es la molécula más tardará en efundir

Difusión: la mezcla gradual de moléculas de un gas con las moléculas de otro gas en virtud de sus propiedades cinéticas, constituye una demostración directa del movimiento aleatorio. a pesar del hecho que las velocidades moleculares son muy grandes, el proceso de difusión en sí mismo requiere un periodo relativamente largo de tiempo para completarse.

en resumen podemos decir

LEY GENERAL DE LOS GASES

partir de la Ley de Avogadro y de la Ley combinada, es posible obtener una ecuación general para todos los gases independientemente de su naturaleza.

Aplicando la Ley combinada, para un gas que se encuentra en un estado (1) y pasa a un estado (2) (bajo condiciones estándar de presión y temperatura):

Sustituyendo los valores del estado (2), tenemos:

Realizando el cálculo y eliminando los subíndices del estado (1):

Donde:

R es la constante universal de los gases ideales.

Reordenando y sustituyendo el volumen molar (V) por "nV" se obtiene:

la ecuación del gas ideal

 

 

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