¿Qué son las leyes de gas?

Las leyes de los gases son las leyes que explican la naturaleza o el comportamiento del gas cuando se le aplican ciertas condiciones, como el cambio en la presión, temperatura o volumen. básicamente dicen que cómo se comportará el gas en esas condiciones, ya sea que muestre expansión o compresión. Los científicos dieron 4 leyes de gases que proporcionaron información sobre los estados gaseosos. Estos son

  1. Ley de Boyle: esta ley establece que a una temperatura constante la presión es inversamente proporcional al volumen para una cantidad dada de gas. Tiene una relación entre la presión y el volumen. Supongamos que hay un gas de pistón dentro de él, por lo que inicialmente solo hay presión atmosférica actuando sobre él y ahora tiene algo de volumen si aplicamos algo de presión adicional allí, entonces el volumen disminuye. Por lo tanto demostrado

Numéricamente. P = k × 1 / V. (Donde k es la constante de proporcionalidad)

O P × V = constante

O P1 × V1 = P2 × V2

2 La ley de Charles establece que la presión, el volumen y la temperatura constantes son directamente proporcionales entre sí para una cantidad dada de gas. O para cualquier aumento o disminución de la temperatura en un grado, el volumen de gas aumenta o disminuye en 1 / 273.15 de su volumen original . Es una relación entre volumen y temperatura . Supongamos que hay un globo inflado que se mantiene a una temperatura alta, por lo que después de un tiempo se puede observar un aumento en el volumen, mientras que una vez que se mantiene a baja temperatura se observa una disminución en el volumen. .

Numéricamente V = kT. (Donde k es constante de proporcionalidad)

O V / T = k

O V1 / T1 = V2 / T2

3. La ley de Gay Lussac establece que a una presión de volumen constante es directamente proporcional a la temperatura para una cantidad dada de gas.

Numéricamente. P = kT (k es constante de proporcionalidad)

O P / T = constante

O P1 / V1 = P2 / V2

4) La ley de Avogadro establece que bajo condiciones similares de temperatura y presión, el mismo volumen de gas tiene el mismo número de moles.

V = kn (k es la constante de Avogadro)

  • Ahora, un gas que sigue estas leyes estrictamente se llama gases ideales, que es un concepto hipotético. No existe tal gas y se supone que no tiene fuerzas intermoleculares entre ellos y los gases que existen son gases reales que muestran una desviación del comportamiento ideal y siguen estas leyes. solo cuando la temperatura es alta y la presión es baja, de lo contrario, siguen una ecuación de gas ideal que es una combinación de la ley 1,2 y 4 que proporciona el efecto simultáneo de la temperatura de presión y el volumen en una cantidad dada de gas.

La ecuación de gas ideal es PV = nRT o PV / T = CONSTANTE

Una de las cosas más sorprendentes sobre los gases es que, a pesar de las grandes diferencias en las propiedades químicas , todos los gases obedecen más o menos las leyes de los gases . Las leyes de gases tratan sobre cómo se comportan los gases con respecto a la presión, el volumen, la temperatura y la cantidad.

Presión

Los gases son el único estado de la materia que puede comprimirse muy fuertemente o expandirse para llenar un espacio muy grande. La presión es la fuerza por unidad de área, calculada dividiendo la fuerza por el área sobre la cual actúa la fuerza. La gravedad de la tierra actúa sobre las moléculas de aire para crear una fuerza, la del aire que empuja sobre la tierra. Esto se llama presión atmosférica .

Las unidades de presión que se utilizan son pascal (Pa), atmósfera estándar (atm) y torr. 1 atm es la presión promedio al nivel del mar. Normalmente se usa como una unidad de presión estándar. Sin embargo, la unidad SI es el pascal. 101.325 pascales equivalen a 1 atm.

Para el trabajo de laboratorio, la atmósfera es muy grande. Una unidad más conveniente es el torr. 760 torr es igual a 1 atm. Un torr es la misma unidad que el mmHg (milímetro de mercurio). Es la presión que se necesita para elevar un tubo de mercurio 1 milímetro.

Las leyes del gas: relaciones de temperatura de volumen de presión

Ley de Boyle: la ley de presión y volumen

Robert Boyle (1627-1691)

La ley de Boyle o la ley de presión-volumen establece que el volumen de una cantidad dada de gas mantenida a temperatura constante varía inversamente con la presión aplicada cuando la temperatura y la masa son constantes.

Otra forma de describirlo es decir que sus productos son constantes.

PV = C

Cuando la presión sube, el volumen baja. Cuando sube el volumen, baja la presión.
De la ecuación anterior, esto se puede derivar:

P 1 V 1 = P 2 V 2 = P 3 V 3 etc.

Esta ecuación establece que el producto del volumen y la presión iniciales es igual al producto del volumen y la presión después de un cambio en uno de ellos a temperatura constante. Por ejemplo, si el volumen inicial era de 500 ml a una presión de 760 torr, cuando el volumen se comprime a 450 ml, ¿cuál es la presión?
Enchufe los valores:

P 1 V 1 = P 2 V 2

(760 torr) (500 ml) = P 2 (450 ml)
760 torr x 500 ml / 450 ml = P 2844 torr = P 2
La presión es de 844 torr después de la compresión.

Ley de Charles: la ley de temperatura y volumen

Jacques Charles (1746-1823)

Esta ley establece que el volumen de una cantidad dada de gas mantenida a presión constante es directamente proporcional a la temperatura Kelvin.

V T

Igual que antes, se puede poner una constante:

V / T = C

A medida que aumenta el volumen, la temperatura también aumenta, y viceversa.
También igual que antes, se pueden calcular los volúmenes y temperaturas iniciales y finales bajo presión constante.

V 1 / T 1 = V 2 / T 2 = V 3 / T 3 etc.

Ley de Gay-Lussac: la ley de temperatura de presión

Joseph Gay-Lussac (1778-1850)

Esta ley establece que la presión de una cantidad dada de gas mantenida a volumen constante es directamente proporcional a la temperatura Kelvin.

PAG T

Igual que antes, se puede poner una constante:

P / T = C

A medida que aumenta la presión, la temperatura también aumenta, y viceversa.
También igual que antes, se pueden calcular los volúmenes y temperaturas iniciales y finales bajo presión constante.

P 1 / T 1 = P 2 / T 2 = P 3 / T 3 etc.

Ley de Avogadro: la ley de la cantidad de volumen

Amedeo Avogadro (1776-1856)

Da la relación entre volumen y cantidad cuando la presión y la temperatura se mantienen constantes. Recuerde que la cantidad se mide en moles. Además, dado que el volumen es una de las variables, eso significa que el contenedor que contiene el gas es flexible de alguna manera y puede expandirse o contraerse.

Si aumenta la cantidad de gas en un recipiente, aumenta el volumen. Si la cantidad de gas en un recipiente disminuye, el volumen disminuye.

V norte

Como antes, se puede poner una constante en:

V / n = C

Esto significa que la fracción de volumen-cantidad siempre será el mismo valor si la presión y la temperatura permanecen constantes.

V 1 / n 1 = V 2 / n 2 = V 3 / n 3 etc.

La ley de gas combinado

Ahora podemos combinar todo lo que tenemos en una proporción:

El volumen de una cantidad dada de gas es proporcional a la relación entre su temperatura Kelvin y su presión.
Igual que antes, se puede poner una constante:

PV / T = C

A medida que aumenta la presión, la temperatura también aumenta, y viceversa.
También igual que antes, se pueden calcular los volúmenes y temperaturas iniciales y finales bajo presión constante.

P 1 V 1 / T 1 = P 2 V 2 / T 2 = P 3 V 3 / T 3 etc.

La ley del gas ideal

Todas las leyes anteriores suponen que el gas que se está midiendo es un gas ideal , un gas que los obedece a todos exactamente. Pero en un amplio rango de temperatura, presión y volumen, los gases reales se desvían ligeramente del ideal. Dado que, según Avogadro, los mismos volúmenes de gas contienen la misma cantidad de moles, los químicos ahora podrían determinar las fórmulas de los elementos gaseosos y sus masas de fórmula. La idea de la ley del gas es:

PV = nRT

Donde n es el número de moles del número de moles y R es una constante llamada constante de gas universal y es igual a aproximadamente 0.0821 L-atm / mol-K.

Diversos científicos han estudiado cuidadosamente el comportamiento diferente de los gases y se han hecho ciertas generalizaciones que se conocen como leyes de gases:

  1. Ley de Boyle
  2. Ley de carlos
  3. Ley de Dalton de presión parcial
  4. Ley de difusión de Graham
  5. Ley de Avogadro

A) LEY DEL NIÑO: P1V1 = P2V2 ,

donde P1 = presión inicial, P2 = presión final, V1 = volumen inicial, V2 = volumen final.

B) LEY DE CHARLES: V1 / T1 = V2 / T2 , donde V1 = volumen inicial, T1 = temperatura inicial en kelvin o escala absoluta,

donde V2 = volumen final, T2 = temperatura final en kelvin o escala absoluta

C) LEY DE PRESIÓN PARCIAL DE DALTON: P (TOTAL) = P1 + P2 + P3

D) LEY DE DIFUSIÓN DE GRAHAM: r1 / r2 = √d2 / √d1 = √M2 / √M1 = t1 / t2 ,

donde r1 y r2 son las velocidades de difusión de dos gases de densidades d1 y d2. M1 = peso molecular de un gas, M2 = peso molecular de otro gas, t1 y t2 son el tiempo necesario para la difusión de dos gases.

E) LEY DE AVOGADRO: p1.v1 / t1.n1 = p2.v2 / t2.n2 = k

dónde:

V es el volumen de los gases.

n es la cantidad de sustancia del gas.

k es una constante de proporcionalidad

p es la presión del gas en la celda

T es la temperatura en kelvin del gas

Las leyes de gases son las reglas que los gases obedecen cuando se someten a cambios de volumen, temperatura o presión.