Leyes de los Gases

La Ecuación del Gas Ideal

De las tres leyes elementales de los gases se deduce que el volumen del gas debería ser directamente proporcional a la cantidad de gas, directamente proporcional a la temperatura Kelvin e inversamente proporcional a la presión.

Ley de Boyle :

Ley de Charles :

Ley de Avogadro :

Podemos combinar las tres expresiones en una sola ecuación maestra para el comportamiento de los gases:

y

Un gas cuyo comportamiento obedezca esta ecuación se denomina gas ideal o gas perfecto.

La ecuación conocida como ecuación del gas ideal, explica la relación entre las cuatro variables P (Presion), V (Volumen), T (Temperatura) y n (Cantidad de sustancia). Un gas ideal es un gas hipotético cuyo comportamiento de presión, volumen y temperatura se puede describir completamente con la ecuación del gas ideal.

Antes de utilizar la Ecuación necesitamos un valor numérico para R, que se denomina constante de los gases. El valor y las unidades de R dependen de las unidades de P, V, n y T. La temperatura siempre debe expresarse como temperatura absoluta. La cantidad de gas, n, normalmente se expresa en moles. Las unidades preferidas para la presión y el volumen suelen ser atm y litros, respectivamente. Sin embargo, podrían emplearse otras unidades. La manera más sencilla de obtener este valor es sustituyendo el volumen molar de un gas ideal a 0 °C y 1 atm. Sin embargo, el valor de R dependerá de las unidades utilizadas para expresar la presión y el volumen. Con un volumen molar de 22,4140 L y la presión en atmósferas se obtiene lo siguiente:

Las condiciones de 0ºC y 1 atm se denominan temperatura y presión estándar (TPE). Muchas propiedades de los gases se tabulan para estas condiciones. El volumen que ocupa un mol de un gas ideal a TPE, 22.41 L, se denomina volumen molar de un gas ideal a TPE.

Las moléculas de un gas ideal no se atraen o se repelen entre sí, y su volumen es insignificante en comparación con el volumen del recipiente que lo contiene. Aunque en la naturaleza no existe un gas ideal, las discrepancias en el comportamiento de los gases reales en márgenes razonables de temperatura y presión no alteran sustancialmente los cálculos. Por tanto, podemos usar con seguridad la ecuación del gas ideal para resolver muchos problemas de gases.

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