Ley De Los Gases.docx

Ley de Graham

La Ley de Graham, formulada en 1829 por Thomas Graham, establece que las velocidades de efusión de los gases son inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus respectivas densidades. v1v2=δ2−−√δ1−−√ Siendo v las velocidades y δ las densidades. Se hace uso de este principio en el método de efusión de separación de isótopos. Los diferentes procesos que se realizan en las plantas, como lo son: la efusión, la ósmosis y la imbibición vegetal. se encuentran íntimamente ligados con el transporte de agua y de soluciones desde el punto de origen hasta el medio donde ésta es activada. Cada sustancia se difunde libremente de otras hasta que se difunden todas equitativamente. En la planta la velocidad de efusión depende del gradiente lo cual está determinado por la diferencia entre las concentraciones de las sustancias en las dos regiones y por la distancia que las separa. El fenómeno de efusión está relacionado con la energía cinética de las moléculas. Gracias a su movimiento constante, las partículas de una sustancia, se distribuyen uniformemente en el espacio libre. Si hay una concentración mayor de partículas en un punto habrá más choques entre sí, por lo que hará que se muevan hacia las regiones de menor número: las sustancias se efunden de una región de mayor concentración a una región de menor concentración. Ejemplo ¿Cuál es la velocidad de efusión del oxígeno con respecto al hidrógeno? Si la masa molar del oxígeno es 32 y la del hidrógeno es 2 (gases diatómicos): vH2vO2=32√2√=4 La velocidad de efusión del hidrógeno es 4 veces mayor que la del oxígeno.

Ley de Dalton

Esta Ley de Dalton establece que la presión total, Ptot, de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de cada uno de los componentes de la mezcla,

Entonces la presión total sera:

EJEMPLO:

Calcule la presion total en Atm, ejercidos por una mezcla 0.8 moles de NH3 1.2 moles de O2 y 2 moles de Hidrogeno en un recipiente de 20 dm^3 y una temp de 47º C. Determine la presion parcial para cada gas. n NH3= 0.8 moles n O2= 1.2 moles n H2O= 2 moles t= 47°C -> 320 K (273+47) v= 20 dm^3 -> 20 L Formula P=nRt/v P NH3= 0.8×0.082×320/20 = 1.05 atm P O2 = 1.2×0.082×320/20 = 1.57 atm P H2 = 2×0.082×320/20= 2.62 atm P total = 1.05+1.57+2.62= 5.244 atm

Ley de los volúmenes parciales 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):

La ecuación de van der Waals

En un gas ideal las moléculas se consideran masas puntuales que interaccionan entre sí mediante colisiones elásticas. van der Waals introdujo correcciones que tenían en cuenta el volumen finito de las moléculas y las fuerzas atractivas que una molécula ejercía sobre otra a distancias muy cercanas entre ellas. La ecuación de estado de un gas ideal es PV=nRT P es la presión del gas, V es el volumen, T es la temperatura, n es el número de moles y R la constante de los gases Describe aproximadamente la conducta de los gases reales a muy bajas presiones. La ecuación de van der Waals tiene en cuenta el volumen finito de las moléculas y las fuerzas atractivas que una molécula ejerce sobre otra a distancias muy cercanas entre ellas. (P+n2aV2)(V−nb)=nRT(P+n2aV2)(V−nb)=nRT Las constantes a y b son característicos de cada gas y se obtienen a partir de los datos de la presión, Pc, volumen Vc y la temperatura Tc crítica. El punto crítico es un punto de inflexión de la isoterma Tc en el diagrama P-V de modo que se cumple que (∂P∂V)T=0−nRT(V−nb)2+2n2aV3=0(∂2P∂V2)T=02nRT(V−nb)3−6n2aV4=0(∂P∂V)T =0 −nRT(V−nb)2+2n2aV3=0(∂2P∂V2)T=0 2nRT(V−nb)3−6n2aV4=0 De estas dos ecuaciones obtenemos, el volumen Vc y la temperatura Tc crítica.

Vc=3nbTc=8a27RbVc=3nb

Tc=8a27Rb

Sustituyendo Vc y Tc en la ecuación de van der Waals obtenemos la presión crítica, Pc, Pc=a27b2Pc=a27b2 Escribimos la ecuación de van der Waals universal más simple en términos de nuevas variables: p=P/Pc, v=V/Vc y t=T/Tc (p+3v2)(3v−1)=8t(p+3v2)(3v−1)=8t En el punto crítico pc=1, tc=1 y vc=1. Como vamos a dibujar las isotermas en un diagrama P-V, despejamos la presión p. p=8t3v−1−3v2p=8t3v−1−3v2