GASES






GASES








LAURA SOFIA GUARNIZO OSPINA


10 - 1








INSTITUCIÓN EDUCATIVA  TÉCNICA EXALUMNAS DE LA PRESENTACIÓN




IBAGUÈ - TOLIMA





2019







INTRODUCCIÓN
En el siguiente trabajo, se pretende explicar las características,aplicaciones y leyes de los gases,el estado gaseoso es un estado disperso de la materia, es decir , que las moléculas del gas están separadas unas de otras por distancias mucho mayores del tamaño del diámetro real de las moléculas. Resuelta entonces, que el volumen ocupado por el gas (V) depende de la presión (P), la temperatura (T) y de la cantidad o número de moles ( n).os gases se forman cuando la energía de un sistema excede todas las fuerzas de atracción entre moléculas. Así, las moléculas de gas interactúan poco, ocasionalmente chocándose. En el estado gaseoso, las moléculas se mueven rápidamente y son libres de circular en cualquier dirección, extendiéndose en largas distancias.Este informe permite adquirir conocimientos básicos a cerca del tema y evidenciar por medio de las practicas hechas aquellos conocimientos 



OBJETIVOS
  • Poner en practica los conocimientos adquiridos en el aula de clase mediante la plataforma
  • Identificar y distinguir las propiedades generales de los gases
  • Aprender en qué casos debemos usar las leyes de los gases  y cómo hacerlo
  • Asumir la importancia y aplicaciones que tienen estas leyes en nuestra vida cotidiana




MARCO TEÓRICO 





GENERALIDADES

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Los gases representan uno de los tres estados comunes de la materia: sólido, líquido, y gaseoso. Hay muchas sustancias que pueden existir en los tres estados, el agua por ejemplo, puede existir como líquido, sólido (hielo) o gas (vapor de agua).
Otros ejemplos son los gases oxígeno y nitrógeno, que se convierten en líquido a temperaturas muy bajas; al bajar aún mas esta temperatura alcanzan el estado sólido.
El gas se define como un estado de la materia, que se puede  expandir  indefinidamente y que toma la forma del recipiente que lo contiene, ocupando todo el espacio disponible de dicho contenedor.  En este sentido, los sólidos y los líquidos se diferencian de los gases en que los sólidos tiene su forma y volúmenes propios, y los líquidos adquieren  la forma del recipiente que los contiene pero tienen volumen propio.

Propiedades Físicas

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Los gases tienen cinco propiedades físicas fundamentales que los hacen a la vez útiles y potencialmente peligrosos.  Estas características son:

  • Los gases son mucho más ligeros que los líquidos y los sólidos.
  • Las moléculas de los gases siempre están en movimiento.
  • Los gases, en caso de fuga, se distribuirán eventualmente por sí mismos a través del aire en una habitación u otro espacio cerrado.
  • Algunos gases tienen olor y otros no.
  • La mayoría de los gases son invisibles, aunque algunos si son visibles


  • Dilatación y contracción :Los gases llegan a mostrar una excelente capacidad para contraerse y dilatarse como cualquier líquido y sólido. Estos gases se dejan comprimir con una gran facilidad. Sus moléculas hacen reducir el volumen del gas cuando se acercan una a las otras, lo cual sucede cuando se le aplica una determinada presión.




  • Compresión: La compresión es la disminución del volumen de un gas porque sus moléculas se acercan entre sí, debido a la presión aplicada.Por ejemplo: Se puede observar cuando presionas el émbolo de una jeringa mientras tienes tapada su salida

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  • Resistencia: Es la propiedad de los gases de oponerse al movimiento de los cuerpos por el aire. Esto se debe a una fuerza llamada fuerza roce. A mayor tamaño y velocidad del cuerpo mayor es la resistencia.Por ejemplo: un paracaídas o al elevar un volantín, el roce con el aire impide que el volatín caiga al suelo

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  • Fluidez :Es la propiedad que tiene un gas para ocupar todo el espacio debido a que, prácticamente, no posee fuerzas de unión entre las moléculas que lo conforman Por ejemplo: Cuando hay un gas encerrado en un recipiente, como un globo, basta una pequeña abertura para que el gas pueda salir.


Propiedades Químicas
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Los gases son considerados como tóxicos, comburentes, corrosivos, inertes y como combustibles. Se consideran inertes porque no arden ni mantiene el estado de combustión. Son combustibles porque pueden arden fácilmente cuando detectan algún medio oxidante o el aire. Es comburente porque logra mantener la combustión.

Por otro lado se le considera como corrosivo ya que llega a afectar los tejidos de la piel o de cualquier material que estén próximo a él; y por último es tóxico porque son perjudiciales para la salud de todo ser vivo, donde al estar en concentración pura puede llegar a ser fatal.


Clasificación 
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  • Gas comprimido: Gas o mezcla de gases cuya temperatura crítica es menor o igual a - 10º C.
  • Gas licuado: Gas o mezcla de gases cuya temperatura crítica es mayor o igual a - 10º C.
  • Gas inflamable: Gas o mezcla de gases cuyo límite de inflamabilidad inferior es menor o igual al 13%, o que tenga un campo de inflamabilidad mayor de 12%.
  • Gas tóxico: Aquel cuyo límite de máxima concentración tolerable durante 8 horas/día y 40 horas/semana, (T.L.V.), es inferior a 50 ppm.
  • Gas corrosivo: Aquel que produce una corrosión de más de 6 mm/año, en un acero A33 UNE 36077-73, a una temperatura de 55ºC.
  • Gas oxidante: Aquel capaz de soportar la combustión con un oxipotencial superior al del aire.
  • Gas criogénico: Aquel cuya temperatura de ebullición a la presión atmosférica, es inferior a 40ºC.
  • A las anteriores definiciones hay que añadir otras que hacen referencia a la utilización propiamente dicha de los gases, y que según el anterior Reglamento de Aparatos a Presión, son las siguientes:
  • Gas industrial: Los principales gases producidos y comercializados por la industria.
  • Mezclas de gases industriales: Aquellas mezclas de gases que por su volumen de comercialización y su aplicación, tienen el mismo tratamiento que los gases industriales.
  • Mezclas de calibración: Mezcla de gases, generalmente de precisión, utilizados para la calibración de analizadores, para trabajos específicos de investigación u otras aplicaciones concretas, que requieren cuidado en su fabricación y utilización.
 LEYES DE LOS GASES


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Las primeras leyes de los gases fueron desarrolladas desde finales del siglo XVII, cuando los científicos empezaron a darse cuenta de que en las relaciones entre la presión, el volumen y la temperatura de una muestra de gas, en un sistema cerrado, se podría obtener una fórmula que sería válida para todos los gases. Estos se comportan de forma similar en una amplia variedad de condiciones debido a la buena aproximación que tienen las moléculas que se encuentran más separadas, y hoy en día la ecuación de estado para un gas ideal se deriva de la teoría cinética. Ahora las leyes anteriores de los gases se consideran como casos especiales de la ecuación del gas ideal, con una o más de las variables constantes.




  • LEY DE BOYLE Y MARRIOTE







La ley de Boyle-Mariotte, o ley de Boyle, formulada independientemente por el físico y químico británico Robert Boyle en (1662) y el físico y botánico francés Edme Mariotte en (1676), es una de las leyes de los gases que relaciona el volumen y la presión de una cierta cantidad de gas mantenida a temperatura constante.La presión ejercida por una fuerza química es inversamente proporcional a la masa gaseosa, siempre y cuando su temperatura se mantenga igual(si el volumen aumenta la presión disminuye, y si el volumen disminuye la presión aumenta).

Enunciado:
A temperatura constante el volumen de una muestra de gas seco varía de forma inversamente proporcional a la presión que se someta .


Ecuación:

V1/V2 = P2/P1


Ejemplo: 

A una presión de 350 Torr una masa de nitrógeno ocupa un volumen de 2,5 lt, hallar el volumen que ocupará el mismo gas en una presión de una atmósfera y temperatura constante 

p1= 350 torr
p2= 1 atm ----- 760 torr
v1= 2,5 lt
v2= ?
t= constante 

Solución:

V2= v1.p1 / p2
V2= 2,5 lt .350 torr / 760 torr
V2= 1,15 lt 

Aplicaciones de la ley de Boyle


La ley de Boyle tiene muchas aplicaciones en la vida moderna, entre ellas podemos mencionar por ejemplo el buceo, esto se debe a que el buzo debe expulsar el aire de sus pulmones cuando asciende porque este se expande al disminuir la presión y de no hacerlo podría causar daño al tejido.
Se puede observar en todos los aparatos que utilizan o que funcionan por medio de la energía neumática como por ejemplo los brazos robóticos los cuales utilizan pistones neumáticos, actuadores, reguladores de presión y válvulas liberadoras de presión entre otros componentes más.
Los motores a gasolina, gas o diésel también utilizan la ley de Boyle en el proceso de la combustión interna, ya que en un primer tiempo determinado ingresa el aire al cilindro con volumen y presión, y en un segundo tiempo, se disminuye el volumen al aumentar la presión de este.
El sistema de airbag que poseen los automóviles, el cual funciona por medio de una descarga de una cantidad de aire o gas determinada desde una cámara que llega hasta la bolsa exterior, lugar en el cual la presión disminuye y el volumen aumenta manteniendo una temperatura constante.


  • LEY DE CHARLES 




La ley de Charles es una de las leyes de los gases. Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenida a una presión constante, mediante una constante de proporcionalidad directa.
En esta ley, Jacques Charles dice que para una cierta cantidad de gas a una presión constante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura, el volumen del gas disminuye. ​Esto se debe a que la temperatura está directamente relacionada con la energía cinética debido al movimiento de las moléculas del gas. Así que, para cierta cantidad de gas a una presión dada, a mayor velocidad de las moléculas (temperatura), mayor volumen del gas.
La ley fue publicada primero por Gay-Lussac en 1803, pero hacía referencia al trabajo no publicado de Jacques Charles, de alrededor de 1787, lo que condujo a que la ley sea usualmente atribuida a Charles. La relación había sido anticipada anteriormente en los trabajos de Guillaume Amontons en 1702.

Enunciado: 

A presión constante el volumen de un gas varía directamente proporcional a su temperatura absoluta

Ecuación: 

V1/T1 =V2/T2

Ejemplo:  

Se tienen 5 gr de un gas ideal a presion constante en un recipiente de 8,5 lt a 27°C  y calentamos el gas a 118°C  ¿cuál será el  nuevo volumen del gas?

V1= 8,5 Lt
V2= ?
T1= 27°C + 273°K= 300°K
T2=118°C + 273°K= 391°K

Solución: 
V1/T1 =V2/T2
V2= 8,5L . 991°K / 300°K
V2= 11,07 L

Aplicaciones de la ley de Charles

La ley de Charles puede se utilizada en las siguientes aplicaciones:

  • Globos aerostáticos: están compuestos por una bolsa que encierra una masa de gas más ligero que el aire y de ahí que se conozcan popularmente como globo. En la parte inferior de esta bolsa puede ir una estructura sólida denominada barquilla o se le puede "atar" cualquier tipo de cuerpo, como por ejemplo un sensor. Como no tienen ningún tipo de propulsor, los globos aerostáticos se "dejan llevar" por las corrientes de aire, aunque sí hay algunos tipos que pueden controlar su elevación. Al calentarse el gas, este tiende a expandirse más (es decir, el volumen aumenta) logrando elevar el globo a mayor altura

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  • Bolsas de aire: que establece que el volumen es directamente proporcional a la temperatura  para encender la mezcla de gasolina y de aire que infla la bolsa de aire en menos de un segundo.
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ACTIVIDAD PRÁCTICA


1. PRUEBAS DE GASES




1.1 DIÓXIDO DE CARBONO




1.2 HIDROGENO




1.3 OXIGENO


2.LEYES
2.1 LEY DE BOYLE



2.2 LEY DE CHARLES






CONCLUSIONES

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  • Charles  estudió por primera vez la relación entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presión constante y observó que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el volumen disminuía. 
  • La ley de Boyle establece que el volumen de una determinada cantidad de gas ideal, cuando la temperatura y cantidad de sustancia se mantiene constante, es inversamente proporcional a la presión que ejerce sobre el gas
  • Las leyes de los gases es que nos ayudan a entender sus propiedades su comportamiento y su estructura.
  • Volumen y temperatura son directamente proporcionales.
  • Una determinada cantidad de gas a presión y composición constante el volumen es directamente proporcional a la temperatura absoluta







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