sábado, 16 de noviembre de 2019

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Química de gases
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Índice general, versiones en Word y HTML

// Introducción (Word / HTML) // Propiedades de los gases (Word / HTML) // Leyes de los gases en estado estático (Word / HTML) // Los gases reales (Word / HTML) // Ley de Boyle (Word / HTML) // Ley de Charles (Word / HTML) // Ley de Gay-Lussac (Word / HTML) // La ley molar de Avogadro (Word / HTML) // La importancia de la química de gases ( Word / HTML) / De las leyes de Avogadro a la estequiometría (Word / HTML) // Ley de Dalton (Word / HTML) // Modificaciones en la ley de los gases ideales (Word / HTML) / Teoría cinética de los gases (Word / HTML) // Referencias bibliográficas (Word) //

Introducción


Louis Joseph Gay-Lussac: (Saint-Léonard-de-Noblat, 6 de diciembre de 1778-París, 9 de mayo de 1850) fue un químico y físico francés. Es conocido en la actualidad por su contribución a las leyes de los gases. En 1802, Gay-Lussac fue el primero en formular la ley según la cual un gas se expande proporcionalmente a su temperatura (absoluta) si se mantiene constante la presión (Ley de Charles) y que aumenta proporcionalmente su presión si el volumen se mantiene constante (Ley de Gay-Lussac). También se le cita como Louis Joseph en algunas fuentes de información.

En muchos sentidos, los gases son la forma más fácil de entender la materia. A pesar de que diferentes sustancias gaseosas pueden tener propiedades químicas muy diferentes, se comportan de manera similar en lo que respecta a sus propiedades físicas. Por ejemplo, el N2 y O2 que representan aproximadamente el 99% de nuestra atmósfera tienen propiedades químicas muy diferentes: el O2 es necesario para la respiración aeróbica, pero N2 no, por nombrar solo una diferencia, pero estos dos componentes del aire se comportan físicamente como un material gaseoso incoloro, inodoro y poco denso porque sus propiedades físicas en dicho estado son esencialmente idénticas.


De los pocos elementos que existen como gases a temperaturas y presiones ordinarias, He, Ne, Ar, Kr y Xe son monoatómicos y H2, N2, O2, F2 y Cl2 son diatómicos. Muchos compuestos moleculares son gases o existen en una dualidad gas-líquido a temperatura ambiente como el H2O, CH4, o el HCl. En general para los compuestos moleculares es más fácil existir como gas si sus moléculas no son polares “por lo que no se atraen entre sí”, por ello es más fácil tener metano que vapor de agua a temperatura ambiente. Las sustancias que son líquidas o sólidas en condiciones normales también pueden existir en estado gaseoso, donde a menudo se las denomina vapores. La sustancia H2O, por ejemplo, puede existir como agua líquida, hielo sólido o vapor de agua.

Los gases difieren significativamente de los sólidos y líquidos en varios aspectos. Por ejemplo, un gas se expande espontáneamente para llenar su contenedor. En consecuencia, el volumen de un gas es igual al volumen de su contenedor. Los gases también son altamente compresibles: cuando se aplica presión a un gas, su volumen disminuye rápidamente. Los sólidos y líquidos, por otro lado, no se expanden para llenar sus contenedores y no son fácilmente compresibles. Dos o más gases forman una mezcla homogénea independientemente de las identidades o proporciones relativas de los gases. Dos o más líquidos o dos o más sólidos pueden o no formar mezclas homogéneas, dependiendo de su naturaleza química. Por ejemplo, cuando se mezclan agua y gasolina, los dos líquidos permanecen como capas separadas. Por el contrario, el vapor de agua y los vapores de gasolina forman una mezcla de gases homogénea.

Las propiedades características de los gases que se expanden para llenar un recipiente, siendo altamente compresibles, formando mezclas homogéneas, surgen porque las moléculas están relativamente separadas. En cualquier volumen de aire dado, por ejemplo, las moléculas ocupan solo alrededor de 0.1% del volumen total y el resto es espacio vacío. Por lo tanto, cada molécula se comporta en gran medida como si las otras no estuvieran presentes: no chocarán, se atraerán o repelerán. Como resultado, diferentes gases pueden comportarse de manera similar a pesar de que están compuestos de diferentes moléculas. 

Esta tendencia conllevó a la formulación de una entidad teórica generalizante conocida como el gas ideal. Un gas ideal es en esencia una entidad teórico-matemática empleada para poder entender el comportamiento general de los gases, como norma todos los gases tienen un comportamiento semejante que se acerca al gas ideal, pero que difiere levemente en base a sus propias propiedades químicas reales. Dependiendo del nivel de exactitud que se requiera en un contexto dado, el gas ideal puede ser suficiente para entenderlos, pero de lo contrario se requieren entidades teórico-matemáticas más realistas.