fisicoquimica- mezcla de gases.pptx

Ing° Luz Luisa HUAMANÍ ASTOCAZA 1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICAFACULTAD CIENCIAS DE INGENIERIA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA

Ing° Luz Luisa Huamaní Astocaza

FISICOQUÍMICA – MEZCLA DE GASES

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CONTENIDO

Ecuación general de los gases ideales.

Ley de AvogadroMezcla gaseosaLey de Dalton Ley de AmagatPeso molecular promedio de una

mezcla gaseosa. Ing° Luz Luisa HUAMANÍ ASTOCAZA


ECUACIÓN GENERAL DE LOS GASES IDEALES

Es una ecuación que relaciona a las variables que a todo cambio sufre un gas, pero la única condición es de permanecer constante la masa, es decir una ecuación de esta naturaleza muestra la interdependencia entre la presión, temperatura y volumen de una masa fija. Por ello también recibe el nombre de ecuación de los cambios triples.


Para dos estados:

T = constante → P1. V1 = P2. V2 …….(1) proceso isotérmico

P = Constante → V1 = V2 ………..(2) proceso Isobárico

T1 T2

V = Constante → P1 = P2 ………… (3) Proceso iscocórico

T1 T2

Multiplicando ambos miembros y sacando la raíz cuadrada se obtiene:

P1. V1 = P2. V2 Ecuación de estado

T1 T2

P · V ——— = constante ;

T

ECUACIÓN GENERAL DE LOS GASES IDEALES


ECUACIÓN GENERAL DE LOS GASES IDEALES La constante depende de la cantidad de gas.

Para 1 mol Para “n” moles

P · V P · V——— = R ; ——— = n · R

T T que suele escribirse de la siguiente forma: P.V = n.R.T Ecuación G. de los gases

Donde: P= presión V= Volumen T= temperatura en K R= 0.082 atm·l/mol·K = 8.31 J/mol·K


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CONSTANTE UNIVERSAL DE LOS GASES (R)

R = PVnT

= 62,4 mmHg.L mol-1 K-1

= 8.3145 m3 Pa mol-1 K-1

PV = nRT

= 10,8 PSI pie3 lbmol-1 R-1

= 1,98 Cal mol-1 K-1

= 8,3145 m3 Pa mol-1 K-1


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ESCALA CELSIUS (ºC)

Punto inferior: 0 ºC (fusión del agua)

Punto superior: 100 ºC (ebullición del agua)

100 ºC

0 ºC


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ESCALA FARENHEIT (ºF)

(ºC – 0)= (ºF – 32)

100 180

ºC = 100 (ºF – 32)

180

ºC = 5 (ºF – 32)

9

212 ºF

0 ºF

32 ºF

100 ºC

0 ºC

X


9

ESCALA KELVIN O ABSOLUTA (K)

T(K) = t (ºC) + 273

100 ºC

-273 ºC

0 ºC

373 ºK

0 ºK

273 ºK

Ing° Luz Luisa HUAMANÍ ASTOCAZA

PRESIÓN (unidades)

1atm ≡ 760mmHg≡ 760 Torr1atm ≡1,013.105 Pa≡1013 hPa1atm=101,325 kPa 1atm ≡ 1,01325 bar=1013,25 mbar

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Condiciones normales y ambientales Se denominan condiciones normales (C.N.) a las siguientes condiciones de presión y temperatura:

P = 1 atmósfera

T = 0 ºC = 273 KCondiciones ambientales (C.A)o estándar

(C.E)

P = 1 atmósfera

T = 25 ºC = 278 K


Leyes de los gases

El volumen de un gas es directamente

proporcional a la cantidad de materia (número de

moles), a presión y temperatura constantes.

A presión y temperatura constantes,

volúmenes iguales de un mismo gas o gases

diferentes contienen el mismo número de moléculas.V α n (a T y P ctes)

V = k.n

V (

L)

n

Ley de Avogadro

# Avogadro : 6.023. 10 23 moléculas/ mol


Es el volumen que ocupa una mol gramo de cualquier gas a determinado presión y temperatura mediante la siguiente formula:

v = V L/moles

n

Volumen molar y volumen molar normal

Es el volumen que ocupa una mol gramo de cualquier gas a condiciones normales (C.N.) determinado presión y temperatura mediante la siguiente formula:

vn = 22,4 L/mol

Es decir:

Volúmenes iguales de todos los gases medidos a las mismas condiciones de P y T tienen el mismo número de moléculas y de moles.

1 mol de gas = 22,4 L de gas


MEZCLA GASEOSA.

Mezcla gaseosa es un sistema homogéneo o solución formada por dos o mas gases cada uno de los cuales conserva sus propiedades y es susceptible de ser separado mediante procesos físicos como la destilación, absorción y atmólisis ( separación tomando en cuenta las velocidades de difusión).

Ejemplo de mezcla gaseosa el aire, al que lo forman: N2, O2, H2, CO2, Ar, H2O(g), etc.

En toda mezcla gaseosa la temperatura permanece constante.


MEZCLA DE GASES

T

___V

O2

CO2

A

B

P

Manómetro

Separa los componentes extrayéndolos y medir en cada volumen su presión:Ejemplo:P CO2 = 1.5 atm.Resulta.P O2 = 0.5 atm.

En la figura se tiene T constante.V constanteNo existe reacción química


Manteniendo la temperatura constante se cumple en una mezcla gaseosa lo siguiente: la presión total de la mezcla es igual a la suma de presiones parciales de cada componente que lo integra.

PTotal = pA + pB + pC + …………. + pN

Se entiende por PRESIÓN PARCIAL aquella presión que ejerce un componente gaseoso como si se encontrase ocupando el mismo volumen de la mezcla:

P = pO2 + pCO2 = 0.5 + 1.5 = 2 atm.

LEY DE DALTON DE LAS PRESIONES PARCIALES


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PRESIONES PARCIALES (Ley de Dalton)

Ptot = PA + PB + PC + …

Pi = Yi PT Ley de Dalton

Yi = ni = ni . nT nA + nB + nC +...

ni = pi nT PT

Fracción molar = Fracción de presión.

Donde:Pi = presión parcial de

un componenteYi = Fracción molarPT = Presión total


Manteniendo la temperatura constante se cumple en una mezcla gaseosa lo siguiente:

El volumen total de una mezcla de gases es igual a la suma de volúmenes parciales de cada componente que lo integra.

VTotal = vA + vB + vC + …………. + vN

LEY DE AMAGAT DE LOS VOLUMENES PARCIALES


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VOLUMEN PARCIAL (Ley de Amagat)

Vtot = VA + VB + VC + … + VN

vi = Yi VT Ley de Amagat

Yi = ni = ni . nT nA + nB + nC +...

vi = ni = pi VT nT PT

El volumen ocupado por cada componente, cuando actúa sobre éste la presión total

Donde:vi = volumen parcial de

un componenteYi = Fracción molarVT = volumen total

FRACCIÓN VOLUMETRIC

A

FRACCIÓN

MOLAR

FRACCIÓN DE

PRESIÓN


COMPOSICIÓN DE LA MEZCLA DE GASES S e puede expresar en tres formas fundamentales

% Volumétrico → V1 x 100

VT

% Molar → n1 x 100

nT

% Volumétrico → w1 x 100

WT

La relación que hay entre los volúmenes parciales y los componentes de una mezcla gaseosa es la misma relación que hay entre los moles que existen en dichos componentes, es decir:

% Volumétrico = % Molar


PESO MOLECULAR PROMEDIO DE UNA MEZCLA GASEOSA

T

P

V

n1

n2

n3

Fracción molar = ni/nT

Y1= n1/nT, Y2 = n2/nT, Y3 =n3/nT

Numero de moles totales:nT = n1 + n2 + n3

Peso molecular de los componentes: M1, M2, M3

Peso molecular promedio:

M = Y1.M1 + Y2.M2 + Y3.M3


Problemas aplicados

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