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• Luigui Joseph Porras

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERIA QUÍMICA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA QUÍMICA INDUSTRIAL

FISICOQUÍMICA – Gases reales

Dr. Leoncio Cusiche pérez

Leoncio Cusiche Pérez

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CONTENIDO  Gases

reales.

 Ecuación  Factor

de Vander Waals

de compresibilidad

 Aplicaciones

Leoncio Cusiche Pérez

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GASES REALES SON LOS GASES QUE REALMENTE EXISTEN Y CON LOS QUE PODEMOS INTERACTUAR.

Leoncio Cusiche Pérez

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Desviación del comportamiento ideal de los gases reales. El grado en que un gas real se aparta del comportamiento ideal puede verse reacomodando la ecuación general del gas ideal. n = P.V / R.T

Si n = 1, entonces la cantidad PV/RT es igual para diferentes gases. Leoncio Cusiche Pérez

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DESVIACIÓN DEL COMPORTAMIENTO IDEAL

1 mol de gas ideal

PV = nRT n=

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PV RT

= 1.0

Comportamiento del Gas ideal

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Desviación del comportamiento ideal de los gases reales. 

Gráfica para 1 mol de distintos gases en función de la presión.



Los gases reales se desvían del comportamiento ideal a presiones

altas. 

A presiones bajas la desviación del comportamiento ideal es pequeña.

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Desviación del comportamiento ideal de los gases reales. 

Gráfica de 1 mol de un mismo gas en función de la presión a diferentes temperaturas. Comportamiento del N2 a distintas T



A

altas

temperaturas

las

atracciones

moleculares no se evidencian 

Al aumentar la T, el comportamiento del gas se aproxima al ideal.



Las desviaciones aumenten a medida que nos

aproximamos a la temperatura de licuefacción Leoncio Cusiche Pérez

del gas.

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¿Por qué se dan estas desviaciones?

Según la Teoría Cinética Molecular los gases carecen de fuerzas de atracción y no poseen volumen sus partículas.

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¿Por qué se dan estas desviaciones? En a) el espacio libre por el cual pueden moverse las moléculas es mayor por ocupar el gas casi todo el volumen del sistema. En b) el volumen es menor por un aumento de presión,

por lo tanto el

volumen

de las

partículas se hace más significativo, y el espacio vacío del sistema es menor Esto genera que el V del gas sea mayor al del Leoncio Cusiche Pérez

espacio vació.

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Presión de comportamiento real Además las fuerzas de atracción son importantes a distancias cortas, por lo tanto se hacen importantes cuando el volumen es pequeño.

Esto genera que la fuerza de los impactos de las partículas con las paredes del recipiente sean mayores.

Esto genera que la presión del gas sea mayor. A más de 1.5 atm de presión comportamiento de gas real Leoncio Cusiche Pérez

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Gases Reales

Se aproximan al comportamiento ideal a altas temperaturas y a bajas presiones ˂ 1.5 atm Cuando la presiones es mayor que 1.5 atm se denomina un comportamiento de gas real. 

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Para los gases reales ya no se cumplen las siguientes ecuaciones:

No se cumplen para mayores de 1.5 atm.

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La ecuación de van der Waals

pideal  preal   

an 2  2 V

Corrige las fuerzas de interacción molecular

Donde a es una constante y n y V son el número de moles y el volumen del recipiente, respectivamente. Las moléculas de gas si tienen volumen! El volumen efectivo para el movimiento molecular es menor al volumen del recipiente: Vef= V – nb

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2  an   p  2 V  nb   nRT V  

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nRT an 2 p  V  nb V 2

1  an 2   V  nb  T  p 2   nR  V 

Constantes de van der Waals

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Gas

a (atmL2/mol2)

b (L/mol)

He

0.034

0.0237

Ar

1.34

0.0322

H2

0.244

0.0266

N2

1.39

0.0391

O2

1.36

0.0318 15

Constantes de Vander Waals para moléculas de gas

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FACTOR DE COMPRESIBILDAD (Z)  El

método mas común para corregir esta ecuación en la industria de los gases naturales es introducir un factor de corrección Z, denominado factor de compresibilidad del gas. PV = n RT ……. GAS IDEAL PV = n RTZ ……. GAS REAL Z esta en función de (P,T y composición del gas)

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Valores críticos 

Licuefacción



Temperatura crítica Tc



Presión y volumen críticos pc y Vc



Parámetros reducidos:



Tr = T/Tc;



pr = p/pc;



Vr = V/Vc

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Gas

Tc(K)

Pc(atm)

Vc(L/mol)

He

5.19

2.24

0.0573

H2

33.2

12.8

0.0650

N2

126.2

33.5

0.0895

O2

154.6

49.8

0.0734 18

TEMPERATURA CRITICA

Figura. Sistema Gas – Liquido Para T>Tc, no se puede condensar el gas Para T