FACTORES QUE DETERMINAN EL ESTADO GASEOSO
Por mucho tiempo, se han realizado múltiples estudios e investigaciones sobre las características de los gases; éstos han permitido establecer que los gases tienen un comportamiento muy similar, sin importar la naturaleza de los mismos. En el estudio de las interacciones que tienen lugar en los gases, se tienen en cuenta las variaciones que ocurren con la temperatura, el volumen y la presión de un determinado gas. Es por esto que el estado y el comportamiento de un gas dependen de los valores que toman estas variables y la relación entre ellas.
Volumen
El volumen de un gas corresponde al volumen del recipiente que lo contiene. Si hay O2 gaseoso en un recipiente cerrado cuyo volumen es de 2 litros, el volumen del O2 es también de 2 litros, y si se pasa a un recipiente cuyo volumen es de 3 litros, el O2 tendrá un volumen de 3 litros. Además cuando se mezclan dos o mas gases, cada uno ocupa el recipiente como si estuviera solo.
Cuando se miden volúmenes de gases es necesario tener en cuenta la presión y la temperatura.
Temperatura
La temperatura es el grado de intensidad de calor; se expresa al realizar cálculos con los gases en escala de temperatura KELVIN o escala absoluta:
°K = ºC + 273
En un gas, la temperatura es una magnitud que se relaciona con la medida de la velocidad promedio con que se mueven las partículas, es decir, su energía cinética. La temperatura no depende del número de partículas que se mueven sino de su velocidad; de esta manera, a mayor temperatura mayor velocidad media, por lo tanto, no depende de la masa total del material.
Presión
Aunque tú no ves el aire, sí puedes sentir cómo su fuerza te golpea. Tanto las moléculas del aire como las de cualquier gas están en continuo movimiento y tienen diferentes direcciones; esto ocasiona que choquen entre sí y contra las paredes del recipiente. Estos choques generan una fuerza que conocemos con el nombre de presión. La presión se define como la fuerza ejercida sobre un área específica:
P = Fuerza ÷ Unidad de área
La presión de un gas es la fuerza ejercida por sus moléculas cuando chocan contra las paredes del recipiente que las contiene.
Los gases que conforman la atmósfera ejercen una presión sobre la superficie terrestre; esta presión es conocida como presión atmosférica, que varía con las condiciones del medio y la altura con respecto al nivel del mar.
La presión de un gas se mide en diferentes unidades. La presión atmosférica normal constituye una unidad: la atmósfera (atm), que es la presión que ejerce una columna de mercurio de 760 mm de altura a una temperatura de 0°C.
1 atm = 760 mm Hg = 760 Torr = 101325 pascal = 1.01325 bar
Como la presión es la fuerza por unidad de área, se expresa en Kg fuerza/ cm2, libras fuerza/ pulg2 o dinas/ cm2.
Hay varios instrumentos para determinar la presión de un gas:
Los diales: que llevan los cilindros de gas.
Los manómetros: se emplean en las estaciones de servicio para medir la presión del aire en los neumáticos.
El barómetro: mide la presión atmosférica.
Cantidad de un gas
La cantidad de un gas se expresa en moles (n) ya que esta unidad es fácil obtenerla a partir de gramos o de número de moléculas de un compuesto. Cuando se habla de condiciones normales (C.N) en un gas, significa que la temperatura es de 0°C o 273°K y la presión es de 1 atm o 760 Torr.
PREGUNTA: 50 moles de NH 3 se introducen en un cilindro de 2 litros a 25°C. Calcule el volumen que ocupa el gas en el recipiente, asumiendo un comportamiento ideal.