Instrumentos utilizados para comparar
el volumen y la presión de un gas
Si la presión aumenta entonces… el volumen decrece
5.3
Ley de Boyle
P 1/V
P x V = constante
P1 x V1 = P2 x V2
Temperatura constante
5.3
Una muestra de cloro en estado gaseoso ocupa un
volumen de 946 mL y se encuentra a una presión de
726 mmHg. ¿Cuál es la presión que se necesita para
que el volumen disminuya a 154 mL si la temperatura
de la muestra es constante?
P x V = constante
P1 x V1 = P2 x V2
P1 = 726 mmHg
P2 = ?
V1 = 946 mL
V2 = 154 mL
P1 x V1
726 mmHg x 946 mL
P2 =
=
= 4460 mmHg
154 mL
V2
5.3
Expansión de un gas
Tubo de
ensayo
Mercurio
Gas
Temperatura
baja
Temperatura
alta
Si la temperatura aumenta entonces... el volumen aumenta 5.3
Variación del volumen de un gas
con respecto a la temperatura
Ley de Charles
y Gay-Lussac
VT
V = constante x T
V1/T1 = V2 /T2
La temperatura debe ser
expresada en °K
T (K) = t (0C) + 273.15
5.3
Una muestra de monóxido de carbono en estado
gaseoso se encuentra a una temperatura de 125°C. Si
el volumen inicial de la muestra es de 3.2 litros, ¿Qué
temperatura debe tener el sistema si se quiere reducir
el volumen a 1.54 litros?
V1 /T1 = V2 /T2
V1 = 3.20 L
V2 = 1.54 L
T1 = 398.15 K
T2 = ?
T1 = 125 (0C) + 273.15 (K) = 398.15 K
V2 x T1
T2 =
=
V1
1.54 L x 398.15 K
3.20 L
= 192 K
5.3
Ley de Avogadro
V número de moles (n)
V = constante x n
Temperatura constante
Presión constante
V1 / n1 = V2 / n2
5.3
El amoniaco reacciona con el oxígeno para formar NO
y vapor de agua. Si se utilizan X litros de amoniaco,
¿cuantos litros de NO se formarán a temperatura y
presión constantes?
4NH3 + 5O2
1 mol NH3
4NO + 6H2O
1 mol NO
con temperatura y presión constantes…
1 volumen NH3
1 volumen NO
5.3
5.3
5.3
5.3
Ecuación de los gases ideales
1
Ley de Boyle: V (T
y n constantes)
P
Ley de Charles: V T(P y n constantes)
Ley de Avogadro: V n(P y T constantes)
nT
V
P
nT
nT
V =constante x
=R
P
P
R = constante
universal de los gases
PV = nRT
5.4
Cuando en una muestra la temperatura es 0°C y la
presión es 1 atm, se dice que ésta se encuentra en
condiciones normales de presión y temperatura.
Se ha demostrado que en condiciones normales
de presión y temperatura, 1 mol de un gas ideal
ocupa 22.414 litros de volumen.
PV = nRT
(1 atm)(22.414L)
PV
R=
=
nT
(1 mol)(273.15 K)
R = 0.082057 L • atm / (mol • K)
5.4
¿Cuál es el volumen en litros que ocupan 49.8 gramos
de ácido clorhídrico (HCL) a presión y temperatura
normales?
T = 0 0C = 273.15 K
PV = nRT
nRT
V=
P
P = 1 atm
1 mol HCl
n = 49.8 g x
= 1.37 mol
36.45 g HCl
1.37 mol x 0.0821
V=
L•atm
mol•K
x 273.15 K
1 atm
V = 30.6 L
5.4
El argón es un gas inerte que se usa en algunas
bombillas para retrasar la vaporización del filamento.
Cierto foco contiene argón a 1.2 atm de presión y
cambia de temperatura desde 18°C hasta 85°C. ¿Cuál
es la presión final del argón en atm si el volumen del
sistema es constante?
PV = nRT
n, V y R son constantes
nR
= P = constante
T
V
P1
P2
=
T1
T2
P1 = 1.20 atm
T1 = 291 K
P2 = ?
T2 = 358 K
T2
= 1.20 atm x 358 K = 1.48 atm
P2 = P1 x
291 K
T1
5.4