Teoría Cinética de los Gases

TEORÍA CINÉTICA DE LOS GASES

Teoría Cinética Molecular

Molécula: agrupación definida y ordenada de dos o más átomos que representa todas las propiedades físicas y químicas de una sustancia.

Átomo: Es la mínima porción de la materia que conserva la propiedades de los cuerpos simples.

Estructura del Átomo

Tiene un núcleo y una envoltura llamada corona o periferia. En el núcleo están los protones y neutrones, en la envoltura están los electrones girando en trayectorias elípticas.

Protón: Es la mínima cantidad de electricidad positiva que se puede aislar en la naturaleza.

Electrón: Es la mínima cantidad de electricidad negativa que se puede aislar en la naturaleza.

Neutrón: Es una partícula subatómica que no tiene carga eléctrica.

Átomo neutro: aquel que tiene igual número de electrones en la envoltura que de protones en el núcleo.

Número Atómico (Z): número de protones que se encuentran en el núcleo. Si el átomo es neutro el número de protones coincide con el número de electrones (Z).

Masa Atómica o Número Másico (A): suma de los protones y neutrones que se encuentran en el núcleo, significa que la masa del átomo se encuentra en el núcleo.

Unidad de masa atómica: de un elemento es la masa de 1 átomo de dicho elemento comparada con la masa de un átomo de carbono tomando como 12 unidades de masa atómica.

Masa Molecular (M): es la suma de las masas atómicas de todos los átomos que componen la molécula.

Mol: es la masa en gramos numéricamente igual a la masa molecular de una sustancia.

Ley de Avogadro (Amadeus Avogadro)

Establece que el volumen de un gas mantenido a temperatura y presión constantes, es directamente proporcional al número de moles del gas presentes.

V ∝ n

V = cte.n

V/n = cte

V1/n = V2/n

p1.V1/T1 = p2.V2/T2

p1.V1/n.T1 = p2.V2/n.T2

p.V / n.T = cte

cte: constante universal de los gases R=8,314 J/mol.K

p.V / n.T = R

pV = nRT

Ley General de los Gases

EJEMPLO:

1mol de (H2) es 2g

1mol de (O2) es 32g

1mol de (CO2) es 44g

Conclusión: tienen el mismo número de moléculas, a este número NA se le conoce como número de Avogadro.

n: número de moles

NA: número de Avogadro = 6,023.10^23 moléculas/mol

m: masa del gas

M: masa molecular del gas/mol

N: número de moléculas

NA=N/n

n=m/M

m=M/NA

Consecuencia:

- Si aumenta/disminuye la cantidad de gas, aumenta/disminuye el volumen.

-A presión y temperaturas constantes, una misma cantidad de partículas de un elemento tiene el mismo volumen.

Condiciones Normales de Presión y Temperatura (CNPT)

Aplicado a los gases y están perfectamente definidos. La presión es 1atm = 1,013.10^5 Pa y la temperatura es 0ºC = 273K.

Avogadro determinó que en CNPT 1 mol de cualquier gas ocupa un volumen de 22,4 litros.

Modelo Molecular de un gas

- Un gas está constituido por partículas muy pequeñas.

- El número de moléculas existentes en determinada mas gaseosa es muy grande.

- La distancia media entre las moléculas es mucho mayor que las dimensiones de una molécula.

- Las moléculas de un gas están movimiento constante, y este movimiento es enteramente al azar.

Cálculo Cinético de la Presión

v: velocidad de la molécula

N: número de moléculas

V: volumen del recipiente

m: masa de la molécula

Velocidad Media de las Moléculas de un Gas Ideal (rms).

Energía Cinética Total del Sistema

Media Cuadrática de la Velocidad de un Gas (vrms).

Energía Cinética Promedio de cada Molécula