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• Luis Fernando Perez Apaza

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Materia: Química Curso Preuniversitario

2.9 Ley de Dalton o de las Presiones Parciales (Mezcla de Gases) En una mezcla, cada gas ejerce una presión parcial iguala la que tendría si ocupase solo el mismo volumen, “La presión total que ejerce una mezcla de gases ideales es igual a la suma de las presiones parciales de los gases que la componen”, es decir que:

FORMULAS - EL ESTADO GASEOSO 1 Manómetros. La presión hidrostática de un fluido es igual a:

Pρhg

Dónde: P = Presión del fluido (gas o líquido); ρ = densidad; h = altura del fluido; g=gravedad (9,81 m/s2). Unidades de Presión: 1 Atmósfera = 760 (mmHg) = 1,01325 (bar) = 14,7 (PSI) = 14,7 (lbf/plg2) 1 Atmósfera = 1,033 (Kgf /cm2) =1,01325x106 (dina/cm2) = 10,33 (m de H2O) 1 Atmósfera = 1,01325x105 (Pa) = 101,325 kPa = 1,01325x105 (N/m2) 1 Torricelli = 1 (mmHg); 1 bar = 1x105 Pa Tipos de presión:

PAbs  PAtm  PMan

Casos de Manómetros:

Manómetro de Hg vertical 𝑃𝑚𝑎𝑛 = ℎ𝐻𝑔

hX; ρX

PT = P1 + P2 + P3 +……  (Solo si V y T ctte)

Fracción Molar: n p m Masa n  Xi  i  i M Peso Molecular nT PT Recordando 2.10 Peso Molecular Promedio de una Mezcla

M  M gas1 X gas 2  M gas 2 X gas 2  M gas 3 X gas 3  ..... Dónde: X= Fracción molar; M= Peso molecular

Dónde: Presión Atmosférica o Barométrica (Patm); Presión Absoluta (Pabs); Presión Manométrica: (Pman); Si: Pabs < P Atm Presión de Vacío

hHg

nT = n1 + n2 + n3 ……

Manómetro Hg inclinado 𝑃𝑚𝑎𝑛 = 𝐿𝐻𝑔 ∗ 𝑠𝑒𝑛𝛼

α

Manómetro de sustancia X vertical 𝜌𝑋 ℎ𝑋 𝑃𝑚𝑎𝑛 = 𝜌𝐻𝑔

Problemas de adición de un gas en mezcla: nMescla final = ninicial + n adicionado Problemas de Extracción de gas en mezcla: nMescla final = ninicial – n extraido 2.11 Ley de Amagat (de los Volúmenes Parciales) “Cuando los gases se encuentran a una determinada presión y temperatura constante, el volumen total se determina como la suma de los volúmenes parciales de todos los componentes”. VT = V1 + V2 + V3 …… Es decir lo presentado: Vi ni Xi 

Manómetro sustancia X inclinado 𝜌 𝐿𝑋𝑠𝑒𝑛𝛼 𝑃𝑚𝑎𝑛 = 𝑋

α

𝜌𝐻𝑔

3

VT



nT

GASES HÚMEDOS

3.1 Gas Húmedo “Gas húmedo es una mezcla gaseosa homogénea compuesta por dos o más gases, en la cual uno de los componentes es un vapor”. PG.H.  PT  PG.S  P V

PGH= Presión del Gas Húmedo; PGS= Presión del Gas Seco; Pv= Presión parcial de vapor. 3.1.1 Humedad Relativa (φ) “Es la relación existente entre la presión parcial de vapor (PV), y la presión P   V* *100 de vapor máxima (PV*), a una determinada temperatura”

2 Leyes de los gases ideales 2.1 Ley de Boyle-Mariote: (Proceso Isotérmico = Temperatura y moles constante) “A temperatura y número de moles constante, la presión absoluta de un gas es inversamente proporcional al volumen del gas”

PV

3.1.2 Estado de Saturación (φ = 100%)

“Un gas está saturado cuando el vapor contenido en él, está en equilibrio con el líquido a la temperatura y presión existentes”. En otras palabras, un gas está saturado cuando a una temperatura presenta su PV*, por lo que φ

P1V1  P2 V2

Gas Seco :

2.2 Ley de Charles: (Proceso Isobárico = Presión y moles constante) “A Presión y número de moles constante, el volumen de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas”.

Vapor :

= 100%.

En gases húmedos también tienes las siguientes ecuaciones.

PG .S .V  nG .S . RT PV V  nV RT

Gas Húmedo : PG . H .V  nG . H . RT

Pb>Pa

PG. H .  PG.S  PV  PG.S 



100

Donde : n G. H .  nG.S  nV

3.1.3 Humedad Absoluta (ψ)

“Humedad absoluta es la relación existente entre la masa de vapor y la masa de gas seco encerrado en un sistema”

V1 V2  T1 T2

PV*



mVapor mgassec o

2.3 Ley de Gay Lussac: (Proceso Isocórico = Volumen y moles constante) “A Volumen y número de moles constante, la presión de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas”

P1 P2  T1 T2 2.4 La Ley Combinada: P1 *V1 P2 *V2  T1 T2

Vb>Va

2.5 Hipótesis de Avogadro “Volúmenes iguales de diferentes gases, que se encuentran a la misma presión y temperatura, contienen el mismo número de moléculas” “El volumen de un gas a temperatura y presión constante es directamente V V 1  2 proporcional al número de moles” n n2 1 2.6 Condiciones Normales C.N. (TPE) En el estado gaseoso se presentan: Presión = 1 [Atmósfera]; Temperatura = 0 [°C] 2.7 Volumen Molar “Se denomina Volumen Molar al Volumen ocupado por un mol de cualquier gas en determinadas condiciones de presión y temperatura”, en condiciones normales se tiene el volumen molar estándar igual a: VM =22,4 Litros. Es decir un mol de cualquier gas (esto es 6,023x1023 moléculas de gas), a una atmósfera de presión y 0ºC de temperatura, ocupa un volumen de 22,4 litros. 2.8 Ecuación General de los Gases Ideales:

PV=nRT

𝒂𝒕𝒎 ∗ 𝒍 𝒎𝒎𝑯𝒈 ∗ 𝒍 𝑐𝑎𝑙 𝑚3 ∗ 𝑃𝑎 𝑹 = 𝟎, 𝟎𝟖𝟐 [ ] = 𝟔𝟐, 𝟒 [ ] = 1,987 [ ] = 8,314 [ ] 𝒌 ∗ 𝒎𝒐𝒍 𝒌 ∗ 𝒎𝒐𝒍 𝑘 ∗ 𝑚𝑜𝑙 𝑘 ∗ 𝑚𝑜𝑙

P M m RT o M RT PV Problemas con adición de gas: nfinal = ninicial + nadicionado Problemas con pérdida o extracción de gas: nfinal = ninicial - nperdido



Pro

Ing. Luis Fernando Perez A. Ing. Magdalena B. Marín Carrasco

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