LOS GASES Y LAS DISOLUCIONES

Departamento de Física y Química

3º ESO

0. Mapa conceptual SÓLIDO

Presión atmosférica

ESTADOS DE LA MATERIA

LÍQUIDO

Solubilidad

Disoluciones

Disolución saturada

Soluto

GAS

Disolvente

Leyes de los gases

Teoría cinética Formas de expresar la concentración

Ley de Boyle-Mariotte

% en masa de soluto Ley de Gay-Lussac % en volumen de soluto Ley de Charles

Concentración en masa de soluto Ley de los gases ideales

0. Mapa conceptual GAS

Presión atmosférica

Teoría cinética

Leyes de los gases

Ley de Boyle-Mariotte

A temperatura cte.

p 1 · V 1 = p2 · V 2

p1

Ley de Gay-Lussac

A volumen cte.

p2 =

T1

Ley de Charles

V1 A presión cte.

V2 =

T1 p1 · V 1

T2 p2 · V 2

=

Ley de los gases ideales T1

T2

T2

0. Mapa conceptual LÍQUIDO

Disoluciones

Soluto Disolvente

Solubilidad

Diluida

Disolución saturada

Concentrada Formas de expresar la concentración

masa de soluto

% en masa de soluto

% en masa de soluto =

· 100 masa de disolución volumen de soluto

% en volumen de soluto

% en volumen de soluto =

· 100 volumen de disolución masa de soluto

Concentración en masa de soluto

Concentración en masa de soluto = volumen de disolución

0. Estados de la materia y teoría cinética  Estados de la materia: sólido, líquido y gas Estado

Características

Ejemplos

Sólido

Líquido

Gas

Forma constante

Forma variable

Forma variable

Volumen constante

Volumen constante

Volumen variable

No se expanden

No se expanden

Se expanden

No se comprimen

Se comprimen poco

Se comprimen

• Hielo • Azúcar • Metales

• Agua • Aceite • Alcohol

• Vapor de agua • Butano • Dióxido de carbono

 Teoría cinética:  Materia formada por partículas muy pequeñas, que se hallan más o menos unidas dependiendo del estado en que se encuentren.  Las partículas se mueven más o menos libremente en función del estado. Cuanto mayor es la rapidez con que se mueven, mayor es la temperatura de la materia.

0. Repaso  Factores de conversión: multiplicar por una fracción que tiene en su numerador y en su denominador la misma cantidad, pero expresada en distintas unidades. Ejemplo:  0,85 nm a m

0,85 nm · 10-9 m = 0,85 ·10-9 m = 8,5 ·10-10 m 1 nm  90 km/h a m/s 90 km · 103 m · 1 h = 90000 m = 25 m/s h 1 km 3600s 3600 s

 Notación científica: forma de simplificar la escritura de un número. Se usan las potencias en base de10.

Ejemplos:  346000000 = 3,46 ·108 (Nº > 1  exponente +)

 0,00064 = 6,4 ·10-4 (Nº < 1  exponente -)

1. Los gases y la presión atmosférica  Gases: resulta difícil medir directamente la cantidad que hay en un recipiente. Se determina de forma indirecta midiendo el volumen (m3), la temperatura (K) y la presión (atm o mm de Hg). Recordar:

1 m3 = 1 kL = 1000 L 1 dm3 = 1 L 1 cm3 = 1 mL = 0,001 L

T (K) = T (ºC) + 273  0 ºC = 273 K  Presión atmosférica: presión que ejerce el aire. Torricelli midió la presión que ejerce la atmósfera al nivel del mar, concluyendo que es la misma que la que ejerce una columna de mercurio de 76 cm de altura. 1 atm = 760 mm de Hg = 101 325 Pa

2. Las leyes de los gases  Ley de Boyle-Mariotte: Cuando un gas experimenta transformaciones a temperatura constante, el producto de la presión que ejerce por el volumen que ocupa permanece constante. p · V = cte.  p1 · V1 = p2 · V2  p y V son magnitudes inversamente proporcionales  La gráfica de P vs V es una hipérbola

 Ley

de

Gay-Lussac:

Cuando un gas experimenta transformaciones a volumen constante, el cociente entre la presión que ejerce y su temperatura absoluta permanece constante.

p = cte. 

T

p1

p2 =

T1

T2

 p y T son magnitudes directamente proporcionales  La gráfica de P vs T absoluta es una recta que pasa por (0,0)

2. Las leyes de los gases  Ley de Charles: Cuando un gas experimenta transformaciones a presión constante, el cociente entre el volumen del gas y su temperatura absoluta permanece constante. V

= cte.  T

V1

V2

= T1

T2

 V y T son magnitudes directamente proporcionales  La gráfica de V vs T es una recta que pasa por (0,0)

 Ley de los gases ideales: engloba las 3 leyes experimentales p1 · V1

p2 · V2 =

T1

T2

 p y V pueden expresarse en cualquier unidad siempre que sea la misma en los dos estados  T debe expresarse en K

3. La teoría cinética de los gases  Gases están formados por partículas muy pequeñas que están separadas unas de otras  El volumen de las partículas es mucho menor que el volumen del recipiente  No existen fuerzas de unión entre las partículas de un gas  Se mueven con total libertad  Las partículas del gas se mueven en línea recta. Solo cambian de dirección cuando chocan con otra partícula o contra las paredes.  La presión que ejerce el gas es una medida del número de choques por segundo de sus partículas contra las paredes del recipiente.

 La temperatura absoluta del gas es proporcional a la velocidad de las partículas que lo forman  Cuanto mayor sea su velocidad, mayor será su temperatura  Cero absoluto: Temperatura a la cual las partículas de los gases no se mueven  0 K = -273,15 ºC  Explicación de las leyes de los gases por la teoría cinética

4. Las disoluciones  Disolución: mezcla homogénea de 2 o más componentes.

En una disolución:  Disolvente: componente que está en mayor proporción  Soluto: componente/s que está en menor proporción  El estado físico de la disolución coincide con el del disolvente. Disolvente Gas

Líquido

Sólido

Soluto

Disolución

Ejemplo

Gas

Gas

Aire

Líquido

Gas

Niebla

Sólido

Gas

Humo

Gas

Líquido

Bebida con gas

Líquido

Líquido

Agua y alcohol

Sólido

Líquido

Suero fisiológico, agua con azúcar

Gas

Sólido

H absorbido sobre Pd

Líquido

Sólido

Amalgama

Sólido

Sólido

Aleaciones

4. Las disoluciones  Concentración de las disoluciones: Cualitativamente podemos clasificar las disoluciones en:  Disolución diluida: poca proporción de soluto  Disolución concentrada: elevada proporción de soluto

 Concentración en una disolución: cantidad de soluto que hay en una cantidad determinada de la disolución o de disolvente.

 Modos de expresar la concentración de las disoluciones:  Porcentaje en masa o riqueza: masa de soluto que hay cada 100 unidades de masa de disolución. masa de soluto % en masa de soluto =

· 100 masa de disolución

 La masa del soluto y la del disolvente tienen que expresarse en las mismas unidades

4. Las disoluciones  Modos de expresar la concentración de las disoluciones:  Porcentaje en volumen: volumen de soluto que hay cada 100 unidades de volumen de disolución. volumen de soluto % en volumen de soluto =

· 100

volumen de disolución  El volumen del soluto y el de la disolución deben expresarse en las mismas unidades

 Concentración en masa: cantidad en masa de soluto que hay en cada unidad de volumen de disolución. masa de soluto

concentración en masa de soluto =

·100 volumen de disolución

 Se utiliza cuando el soluto es sólido y el disolvente es líquido.  Unidades: kg/m3 (SI); g/cm3; g/L  ¡¡ Concentración en masa no es lo mismo que densidad!!

5. La solubilidad  Disolución saturada: aquella que ya no admite más cantidad de soluto  La cantidad de soluto que podemos disolver antes de la que la disolución esté saturada depende del soluto y de la temperatura.

 Solubilidad de una sustancia: concentración que puede tener en la disolución saturada.  La solubilidad de los sólidos se expresa como: g de soluto

100 mL de disolvente

g de soluto

L de disolvente

 Habitualmente la solubilidad de los sólidos aumenta con la temperatura.

 La solubilidad de los gases en los líquidos disminuye a medida que aumenta la temperatura