quimica general - 4 unidad

8/16/2019 Quimica General - 4 Unidad

1/35

21/06/2014

1

Qu im . An gel A. N or ab uen a Segov ia

a .no r abu ena@hot m a i l . com

2

Estados de la materia


2/35

21/06/2014

2

• Los estados de la materia (sólido, líquido y gas) exhiben propiedadesque facilita el poder distinguir entre ellas. Cuatro de estas propiedades

son: densidad, forma, compresibi lidad, y expansión termal.

DENSIDAD

• Densidad es igual a la masa de una muestra dividida por elvolumen que ocupa esa muestra.


3/35

21/06/2014

3

OTRAS PROPIEDADES FISICAS

• FORMA▫ La forma que la materia tenga depende del estado físico de

ésta.

• COMPRESIBILIDAD▫ Compresibilidad es el cambio en volumen de una muestra de la

materia como resultado de un cambio en presión actuando sobre

la muestra.

• EXPANSION TERMAL▫ Expansión termal es el cambio en volumen de una muestra de

la materia como resultado de un cambio en la temperatura de la

muestra.

6

LAS LEYESDEL GAS IDEAL

Todos los gases se comportan idealmente

cuando están en condiciones de presión(P) y temperatura (T) alejadas del pasaje a

líquido (alta T y baja P), cumpliendo las

leyes de Boyle y Charles-Gay Loussac.


4/35

21/06/2014

4

En estado gaseoso las partículas son independientes unas deotras, están separadas por enormes distancias con relación asu tamaño.

Las partículas de un gas se mueven contotal libertad y tienden a ocupar todo el

volumen del recipiente que los contiene.

Las partículas de un gas se encuentran enconstante movimiento en línea recta y cambian de dirección cuando chocanentre ellas y con las paredes delrecipiente.

Estado gaseoso

Cl2 gaseoso

HCl y NH3 gaseosos

Estado gaseoso


5/35

21/06/2014

5

Un gas queda definido por cuatro variables:

Cantidad de sustancia

Volumen

Presión

Temperatura

moles

l, m3, …

atm, mm Hg o torr, Pa, bar

ºC, K

Unidades:

1 atm = 760 mm Hg = 760 torr = 1,01325 bar = 101.325 Pa

K = ºC + 273

1l = 1dm3

Medidas en gases

Leyes de los gasesLey de Avogadro

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 mismonúmero de moléculas.

V α n (a T y P ctes)

V = k.n

V ( L )

n

frances


6/35

21/06/2014

6

Modelo Molecular para la Ley de

Avogadro V = K n (a T y P ctes)

La adición de más partículas provoca un aumento de los choques contralas paredes, lo que conduce a un aumento de presión, que desplaza el

émbolo hasta que se iguala con la presión externa. El proceso global

supone un aumento del volumen del gas.

Teoría cinética de los gases

Ley de Boyle y Mariotte

El volumen de un gas es inversamente

proporcional a la presión que soporta (a

temperatura y cantidad de materia

constantes). V α 1/P (a n y T ctes) V = k/P

Transformación isotérmica

gráfica


7/35

21/06/2014

7

Leyes de los gases

Ley de Boyle y

Mariotte

Modelo Molecular para la Ley de Boyle yMariotte

V = K 1/P (a n y T ctes)

El aumento de presión exterior origina una disminución del volumen, que

supone el aumento de choques de las partículas con las paredes del

recipiente, aumentando así la presión del gas.



8/35

21/06/2014

8

Leyes de los gases

Ley de Charles y Gay-Lussac

(1ª)

El volumen de un gas es directamente

proporcional a la temperatura absoluta (a

presión y cantidad de materia constantes). V α T (a n y P ctes)

V = k.T

A P = 1 atm y T = 273 K, V = 22.4 l para cualquier gas.

El volumen se hace cero a 0 K

Transformación isobárica gráfica

Leyes de los gases

Ley de Charles y Gay-Lussac (1ª)


9/35

21/06/2014

9

Leyes de los gases

Ley de Charles y Gay-Lussac

(2ª)

La presión de un gas es directamente

proporcional a la temperatura absoluta (a

volumen y cantidad de materia constantes).P a T (a n y V ctes)

P = k.T

Transformación isócora

P ( a t m )

T (K)

Leyes de los gases

Ley de Charles y Gay-Lussac (2ª)


10/35

21/06/2014

10

Modelo Molecular para la Ley de Charles y Gay-

Lussac V = K T (a n y P ctes)

Al aumentar la temperatura aumenta la velocidad media de las partículas, ycon ello el número de choques con las paredes. Eso provoca un aumento

de la presión interior que desplaza el émbolo hasta que se iguala con la

presión exterior, lo que supone un aumento del volumen del gas.


Leyes de los gases

(a) Al aumentar la presión a volumen constante, la temperatura aumenta

(b) Al aumentar la presión a temperatura constante, el volumen disminuye

(c) Al aumentar la temperatura a presión constante, el volumen aumenta

(d) Al aumentar el número de moles a temperatura y presión constantes, el volumen aumenta

n p


11/35


12/35


13/35


14/35


15/35

21/06/2014

15

CALCULOS LEY DE GAS IDEAL

• Ejemplo : Una muestra de 50 lb de O2 (g) estáalmacenada en un tanque de 1,500L a una temperatura de

28oC. ¿Cuál es la presión del gas dentro del tanque an

atm?

30

MEZCLA DE GASES


16/35


17/35

21/06/2014

17

33

DIFUSIÓN Y EFUSIÓN

34

Efusión

Difusión


18/35

21/06/2014

18

35

LEY DE DIFUSIÓN DE GRAHAM

• “LA VELOCIDAD DE DIFUSIÓN DE UN GAS ES INVERSAMENTEPROPORCIONAL A LA RAÍZ CUADRADA DE SU DENSIDAD”

• A mayor densidad, mas le cuesta difundir al gas ( difunde a menor velocidad)

V d 1/ ½

36

LEY DE HENRY

• LA SOLUBILIDAD DE UN GAS EN CIERTO LÍQUIDO, DISMINUYE AL AUMENTAR LATEMPERATURA

A mayor T: menor solubilidad de gases en líquidos


19/35

21/06/2014

19

37

CALCULOS

1.- Una cantidad de gas ocupa un volumen de 80 cm3 a una presión de 750

mm Hg. ¿Qué volumen ocupará a una presión de 1,2 atm. si la temperatura nocambia?

2.- El volumen inicial de una cierta cantidad de gas es de 200 cm3 a latemperatura de 20ºC. Calcula el volumen a 90ºC si la presión permanececonstante.

3.- Una cierta cantidad de gas se encuentra a la presión de 790 mm Hgcuando la temperatura es de 25ºC. Calcula la presión que alcanzará si latemperatura sube hasta los 200ºC.

4.- Disponemos de un recipiente de volumen variable. Inicialmente presentaun volumen de 500 cm3 y contiene 34 g de amoníaco. Si manteniendoconstante la P y la T, se introducen 68 g de amoníaco, ¿qué volumen

presentará finalmente el recipiente?P. a. (N)=14; P. a. (H)=1.

5.- Un gas ocupa un volumen de 2 l en condiciones normales. ¿Qué volumenocupará esa misma masa de gas a 2 atm y 50ºC?


20/35

21/06/2014

20

6.- Un recipiente cerrado de 2 l. contiene oxígeno a 200ºC y 2 atm.Calcula:• Los gramos de oxígeno contenidos en el recipiente.• Las moléculas de oxígeno presentes en el recipiente.• P. a.(O)=16.

7.- Tenemos 4,88 g de un gas cuya naturaleza es SO2 o SO3. Para resolverla duda, los introducimos en un recipiente de 1 l y observamos que lapresión que ejercen a 27ºC es de 1,5 atm. ¿De qué gas se trata?

P. a.(S)=32.P. a.(O)=16.

8.-Un mol de gas ocupa 25 l y su densidad es 1,25 g/l, a una temperatura y presión determinadas. Calcula la densidad del gas en condicionesnormales.

9.- Un recipiente contienen 100 l de O2 a 20ºC. Calcula: a) la presión delO2, sabiendo que su masa es de 3,43 kg. b) El volumen que ocupara esacantidad de gas en c.n.

10.- Calcula la fórmula molecular de un compuesto sabiendo que 1 l de su

gas, medido a 25ºC y 750 mm Hg de presión tiene una masa de 3,88 g yque su análisis químico ha mostrado la siguiente composición centesimal:C, 24,74 %; H, 2,06 % y Cl, 73,20 %.

P. a.(O)=16. P. a.(H)=1. P. a.(Cl)=35,5

11.- En un recipiente de 5 l se introducen 8 g de He, 84 g de N2 y 90 g de vapor de agua.

Si la temperatura del recipiente es de 27ºC. Calcular: a) Lapresión que soportan las paredes del recipiente. b) La fracción molar ypresión parcial de cada gas.

P. a. (He) = 4; P. a. (O) = 16; P. a. (N) = 14; P. a. (H) = 1.

12.- El aire contiene aproximadamente un 21 % de oxígeno, un 78 % denitrógeno y un 0,9 % de argón, estando estos porcentajes expresados enmasa. ¿Cuántas moléculas de oxígeno habrá en 2 litros de aire? ¿Cuál es lapresión ejercida si se mete el aire anterior en un recipiente de 0,5 l decapacidad a la temperatura de 25 ºC?

La densidad del aire = 1,293 g/l.P. a. (O) = 16. P. a. (N) =14. P. a. (P. a.) = 40.


21/35

21/06/2014

21

41

LIQUIDOS YSOLIDOS

Estados de la Materia

• En la naturaleza existen 3 estados en los cuales puede encontrarseun Sistema Material:

– Sólido, Líquido y Gas

• Cada estado posee caracterísIcas y propiedades diferentes:

– Como consecuencia de las fuerzas de interacción existentes entrelas disIntas moléculas que lo forman

• En general, los 3 estados pueden inter‐convertirse entre sí:

– Son transformaciones fisicas denominadas Cambios deEstado o Cambios de Fase


22/35

21/06/2014

22


23/35


24/35


25/35

21/06/2014

25

Fuerzas Puente de Hidrógeno• Son un Ipo de interacción dipolo – dipolo de muy alta intensidad

– Solamente aparecen entre moléculas en las cuales hayun átomo de H enlazado covalentemente con un átomo muyelectronegaIvo (F, O y N )


26/35

21/06/2014

26

Propiedades de los Liquidos

• Tensión Superficial:

– Es la cantidad de energía requerida para aumentarla superficie expuesta por unidad de área

• Capilaridad:

– Elevamiento o descenso espontáneo de un líquidodentro de un capilar. Depende de la magnitud de:

• Fzas de Adhesión: atracción entre moléculas no afines

• Fzas de Cohesión: atracción entre moléculas afines

• Viscosidad:

– Resistencia de un fluido a fluir. Generalmentedisminuye cuando aumenta la temperatura


27/35

21/06/2014

27

TENSION SUPERFICIAL


28/35

21/06/2014

28


29/35

21/06/2014

29

Viscocisad

Presion de Vapor


30/35

21/06/2014

30

Punto de Ebullicion


31/35

21/06/2014

31

• De acuerdo a su estructura tridimensional se los clasifica en:

– Cristalinos: Son aquellos que poseen orden de largoalcance. Sus átomos/moléculas/iones ocupan posiciones fijasdentro de una estructura rígida

• Es posible definir un N° de Coordinación (cantidad de vecinosque rodean a un átomo en una red cristalina)

– Amorfos: Carecen de una disposición tridimensionalregular de los átomos/moléculas que los forman

Solidos


32/35

21/06/2014

32


33/35


34/35

21/06/2014

34

RESUMEN - SOLIDOS


35/35

21/06/2014

RESUMEN - SOLIDOS

REVISAR:

Propiedades de liquidos

Propiedades de solidos

Propiedades de los gases

Cambios de fase

quimica general - 4 unidad

Documents