Question

relacion entre la presion y el numero de moleculasy temperatura de un gas

Answer 1

Las leyes de los gases estudiadas hasta ahora nos permiten relacionar la presión,
el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas en un estado, con los
valores de esas mismas magnitudes para la misma cantidad de gas, en otro estado.
Sin embargo, ninguna permite relacionar la cantidad de gas, su masa o sus partí-
culas, con la presión que ejerce cuando ocupa un determinado volumen a una de-
terminada temperatura.
Según la hipótesis de Avogadro “el volumen que ocupan dos gases, que se encuen-
tran en las mismas condiciones de presión y temperatura, es directamente propor-
cional al número de partículas de cada uno”.
V1
n1
=
V2
n2
Por otro lado, de la ecuación combinada de los gases ideales se deduce que, para
cualquier gas,
pV
= cte.
T
El valor de esa constante se puede deducir experimentalmente a partir de la hipótesis
de Avogadro: si se introduce 1 mol de un gas ideal cualquiera en un recipiente de vo-
lumen variable (por ejemplo un cilindro de émbolo móvil), a una temperatura de 0 °C
(273.15 K) y a una presión de 1 atm (101 325 Pa), este gas ocupará siempre un volumen
de 22.4 L (22.4·10–3 m3). A ese volumen se le conoce como volumen molar.
Para estas condiciones, la constante, representada por la letra R, se denomina cons-
tante de los gases ideales y su valor es:
R=
p V 1 atm 22.4 L
=
= 0.082 atm L K –1 mol –1
T
273 K
Para un número cualquiera de partículas, experimentalmente se comprueba que el
valor de la constante se ve afectado proporcionalmente. Así, para n mol:
Tradicionalmente en el estudio de los gases,
se ha utilizado el término condiciones
normales (TPN, CNPT, o c.n.) para referirse a
la presión de 1 atm (101 325 Pa) y la
temperatura de 0 oC (273.15 K). Hay que
tomar en cuenta que cuando se realiza un
experimento en el laboratorio, la temperatura
suele ser de 25 oC y no de 0 oC.
Actualmente la Unión Internacional de
Química Pura y Aplicada - IUPAC- prefiere
denominar a esas condiciones, condiciones
estándar (TPE), aunque es importante no
confundirlas con las condiciones estándar
termodinámicas.
Otra recomendación de la IUPAC es usar el
valor de 105 Pa para la presión, en lugar de
1 atm; este cambio implica la modificación
en el valor del volumen molar, que pasaría a
ser de 22.7 L.
pV
=nR
T
Reordenando la expresión obtenemos la ecuación de estado de los gases ideales.
L
a ecuación de estado de los gases ideales relaciona la presión, el volumen
y la temperatura de un gas con la cantidad de gas, expresada en moles.
pV=nRT
Si se emplean el valor y las unidades de R indicadas, la presión debe expresarse en
atmósferas, el volumen en litros y la temperatura, en kelvin. En el SI, su valor es
de 8.314 Pa m3 K–1 mol–1, o lo que es igual 8.314 J K–1 mol–1.
Con frecuencia esta expresión se usa para conocer la cantidad de partículas (moles
o moléculas) de un gas que se encuentran en unas condiciones determinadas de
presión y temperatura. También es muy útil para calcular la masa molar de un gas
o su densidad.
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FisQuimII_Texto.indd 93
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EJERCICIOS RESUELTOS
para resolver
1
2
  plica la ecuación de estado
A
de los gases ideales y expresa
las magnitudes en las unidades
adecuadas.
  xpresa el resultado en
E
las unidades solicitadas.
    
¿Cuántos gramos de amoniaco gaseoso tendremos en un recipiente de 30 L si
ejerce una presión de 500 mm Hg cuando se encuentra a –5 °C?
Datos: masas atómicas (g mol–1); N = 14, H = 1; R = 0.082 atm L K–1 mol–1
Solución
1
    
  l gas cumple la ecuación de estado: p V = n R T
E
Sustituyendo los datos conocidos con las unidades adecuadas, nos queda:
500
atm L
atm 30 L = n 0.082
(273–5) K
760
mol K
500
atm L
atm 30 L = n 0.082
(273–5) K
760
mol K
CONSTITUCIÓN DE LA REPÚBLICA DEL ECUADOR
Capítulo segundo
Derechos del buen vivir
Art. 12.- El derecho humano al agua es fundamental e
irrenunciable. El agua constituye patrimonio nacional
estratégico de uso público, inalienable, imprescripti-
ble, inembargable y esencial para la vida.
2
n=
0.66 30
0.082 268
n=
0.66 30
0.082 268
= 0.9 mol NH
= 0.9 mol NH3
  a masa molar del amoniaco (NH3) nos permite calcular la masa que co-
L
rresponde a 0.7 mol:
M (NH3) = 14 + 1 · 3 = 17 g mol–1
m (NH3) = 0.7 mol · 17 g mol–1 = 15.3 g NH3
A TU ALREDEDOR
El submarinismo y las leyes de los gases
Comprueba tu aprendizaje
1     Un prototipo ecológico de automóvil
emplea gas hidrógeno como combusti-
ble. Su depósito puede almacenar 110 L
de este gas, a 350 atm. Suponiendo que
la temperatura ambiente es de 25 °C,
¿cuál será la masa de hidrógeno en el
depósito lleno?