Estados de agregación de la materia

La materia se presenta en la naturaleza en tres Estados de agregación diferentes: sólido, líquido y gaseoso. Los sólidos tienen forma y volumen fijos. Los líquidos tienen volumen fijo, pero su forma se ajusta a la del recipiente que los contiene. Los gases no tienen forma ni volumen determinados, ajustándose en ambos casos al recipiente que los contiene. Estas dos propiedades, forma y volumen, que sirven para distinguir los tres estados de agregación, dependen de las fuerzas de atracción que existen entre las partículas constituyentes de la materia y de la ordenación relativa de dichas partículas.

LEYES DE LOS GASES

El volumen, V, de cualquier sustancia (sólida, líquida o gaseosa) es función de la cantidad de sustancia, que se puede expresar en términos del número de moles, n, de la presión, p, y de la temperatura, T.

Ley de Boyle-Mariotte

“A temperatura constante y para una masa fija de gas, el volumen que ocupa es inversamente proporcional a la presión”.

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Siendo más conocida a través de la expresión:

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Siendo V el volumen ocupado a la presión P, y V´ el ocupado a la presión P´.

Ley de Charles-Gay Lussac

“A presión constante y para una masa fija de gas, el volumen que ocupa es directamente proporcional a la temperatura”.

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“A volumen constante y para una masa fija de gas, la presión es directamente proporcional a la temperatura”.

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Ecuación de estado de los gases ideales.

Las leyes de Boyle-Mariotte y Charles-Gay Lussac pueden combinarse en una sola expresión, obteniéndose así una relación entre volumen, de una determinada masa de gas, con la presión y la temperatura.

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Aplicando la ley de Avogadro obtenemos:

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Ley de Dalton.

“La presión total, p, ejercida por una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales, p_i, que ejercería cada gas componente si estuviese solo en el mismo recipiente”.

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(p = presión total de la mezcla; p_i = presión parcial de cada gas; x_i = fracción molar de cada gas).

Masa molecular aparente de una mezcla gaseosa, M:

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(M_i = masa molecular de cada gas; n_i = número de moles de cada gas; V_i = volumen correspondiente a cada gas; V = volumen de la mezcla).

Energía cinética de 1 mol de gas perfecto:

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VELOCIDAD DE LAS MOLÉCULAS

Velocidad cuadrática media de un gas:

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Velocidad media de un gas:

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Velocidad más probable del gas:

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Relación existente entre las diferentes velocidades:

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DIFUSIÓN EN GASES

Ley de Graham:

“Las velocidades, v, de difusión o de efusión de los gases son inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus densidades o pesos moleculares”.

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GASES REALES

Ecuación de Van der Waals para 1 mol de gas:

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(a/V² = presión interna del gas; b = covolumen).

Relación entre a, b y R y las constantes críticas:

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REGLA DE LAS FASES DE GIBBS

F + L = C + 2

(F = número de fases; L = número de grados de libertad; C = número de componentes).

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