U D e p t o . d e C n i e i n v e c i r a s i s d a Q d u í d e m i L c a a s F r y o R n e t c e u r r s a o s N a t u r a l e s 1 Fundamentos de Química ICQ030 L a t o e o r r í e p a c q u i e n é ñ t a i c s s e s t á e a p e a r s t í t c a b u l l a e c s e ( q á t u o e m l o a s m , a t m o e l r i é a c e u l s a t á s c o o i n o n s t e i s t u i ) q d a u e p n e a c i n o c s v a o c n í t o s i n u o m o v i m i e n t o y e n t r e e l l a s e x i s t e n . p E l n c a a d s a a r u t í c n o u l d a e s l m o í s n t i r m e a s s e ( á s t t o a d m o o s s d e a g r e g a c i ó n , p m d o i l é c s o u n l e a s o n d i e o m n e a s n ) e s r e a p d i f e r e n t e . Fundamentos de Química ICQ030 2 a L g d a s s ó e l a L i i s t o a s d c o o s n i q a e u n e t e r e n l e a s l l p í q a u i r d t í o c u , l a y e s e s n m é s a t y e o r m e a y n o e r l q e u s e t a e d o n e l . f u e r z a s d e a t r a c c i ó e n n t r e e s t a s a r t í c u l a s m í n i m a s p ( f l u e o r s l a z í q s u d i d e o c s o y e h e s n i é ó n s t ) o s s o n m m a y a o r y e o s Gaseoso r q e s u e e n e l n l o o s s s g ó a l s Lí Líquido i e d o s s q u e e n . Sólido 3 Fundamentos de Química ICQ030 E n e s t a d o g a s e o s o l a s a r t í c u l a s s o n i n d e e p • d e o t r a s , e s t á n s e a r a d a s o p r e l r e s a c i i ó r n a a m o s s u , t l a a s r e a ñ o l o é . c u o P l a r s e o c o l n e j o m u r p a p v d i e n t e s u n a s m e s d i s t a n c i a s c o n p m m n p o l n , c e e r c n e a d l e a l i , 0 r e 1 q u d % e e l p u m e n t o t a l y e l r e s t o e s e s a c i o v a c í o . s A í , c a d a m o l é c u l a p s e c o m o r t a c o m o s i l a s o t r a s n o e x i s t i e r a n . p a • t l e s a s í , q u e e n l a s m i s m a s c o n d i c i o n e s d e r e m e r a t u r a , e l v o l u m e n d e u n g a s n o d e e p n e s i ó n y p T n d e m á s q u e d e l p m ú e r o d e a r t í c u l a s ( l e y d e A o v a g r d o ) y n o d e l t a m a ñ o d e p é s t a s , d e s r e c i a b l e f r e n t e a s u s d i s t a n c i a s . p Fundamentos de Química ICQ030 4 a L s a r t í c u l a s d e u n g a s s m e u v e e n o c n p • o t t a l l b i e r t a y d t i e n d e n a s e a r a r s e , p a u m o c e n u t a a n r d t o o l d a d o e i s l t e a n s t i a p e c s a c e i n o t d r i e l o s g a s e s t i e n l o p o e s l n a i s b a h l e s t P . a o r p d e n a o c u a r t o d o e l p v o l u m e n d e l r e c i i e n t e q u e l o s c o n t i e n e . p a L s a r t í c u l a s d e u n g a s s e e n c u e n t r a n e n c o n s t a n t e p • m o v h c i o m c i a e n n t e o n e t r n e l e l l í n a e a r y s e c o c t n a l y a c s p a a m r b e d i e a n s d d e e d l r i e c r i e c p i c i e ó n n t c u a n d o . e 5 Fundamentos de Química ICQ030 E s t o s c o h q u e s d e l a s a r t í c u l a s d e l g a s c o n l a s a p • r e c i i e n t e q u e l o c o t i e n e s o n l o s r e s o p r p n s a b l e d e e s s d d e e l l a l a l a p s e r p n ó i n e d l s a g . a L s c o l i s i o n e s s o n r á i d a s y e l á s t i c a s ( p e n e r g í a t o t a l d e l g a s e r m a n e c e c o n s t a n t e ) . p e c n s i d e r a n l o s m á s c o m r e s i b l e s d e l o s e s t a d o s q u d e p a t e u r e i n a . t a n c o n d e n s i d a d e s m u c h o m e n o r e s q u e l o s l í i d o s y C • s o S • m ó l i d o s . Fundamentos de Química ICQ030 6 a L s m o l é c u l a s d e g a s n o e e j r c e n f u e r a z s a t r a c t i v a s n i • r e u l s i v a s e n t r e s í . p e a L n e r g í a c i n é t i c a r o m e d i o d e l a s m o l é c u l a s e s p • r o o p r c i o n a l a l a t e m e p u r a t u r a d e l g a s e n e k l v i n s . p a l q u i e r a d e l o s d o s g a s e s a l a m i s m a t e m e C r a t u r a p t e n d r á n l a m i s m a e n e r g í a c i n é t i c a r o m e d i o . p u a n d o s e e n c u e n t r a n c o n f i n a d o s e n e l m i s m o r e c i i C • s e n t e p e m e c z l a n u n i f o r m e y c o m l e t a m e n t e . p 7 Fundamentos de Química ICQ030 a L s c a n t i d a d e s y r o i p • s u t v o l o t m u a l e i n d a d q ” e u e o t c e d a d e s d e l o s g a s e s s e e u é a r m n i y n o n s d m ú e r e t “ o d e m e m o p l é e c r u l a t a u e j m l o , u n a m u r s u a r p e n a r y e r i i e s e r a n n t e e s e i n s ó n P . , o r p e s t r a c a l i e n t e d e u n g a s o c u a m u c o h p o s c p , p m n p n v ó n o l , u m e p r e o n e q l n u e e m ú e r s a o m d e i s m m a o l é m c u u l a e s s n t r a o f v a r r í í a a a l a m i s m a . p a L m a y o r í a d e l o s g a s e s s o n b a s t a n t e s i m i l a r e s , d e m o d o • q u e e l c o m o r t a m i e n t o d e l g a s i l u s t r a e l d e l o s g a s e s e n p g l e a n s e l r e a y l e . s n U d “ e l Fundamentos de Química ICQ030 A G o s S g I a D s L A E e s ” e s a q u e l q u e o b e d e c e e x a c t a m e n t e . 8 L e y d e E B l v o o l u y m l e e y n d M e u a n g r a i i s o e t t e s i n v e r s a m e n t i p r e e p r o p o r c o n a l a l a ó s n q u e s o p o r t a ( i a t e m p e r a t u r a y c a n t d a d d e i m V α 1 / a P ( t a e r n a y c T o c n t e s s t a n t e s ) . ) V = k / P P11 V11 = P22V22 9 Fundamentos de Química ICQ030 L E e l v y o d l u e m e C n h d a e u r n g i d l e a s s e s i r e c t a m e n t e p r o p o r c o n a l a l a ( i t e m p e r a t u r a a b s o l u i c a V n a a p r e ó s n y i t α t d T a ( d a d n e y m P a c t t e e r s a c o n s t a n t e s ) . ) V = k . T V11 V = 22 T11 T22 Fundamentos de Química ICQ030 10 L e y d G e a - y u L s s c a i L a p r e ó s n d e u n g a i s e s i d r e c t t a m e e m n p t e e r p a t r u o r p o a r a c b o s o n l a u l t a l a a ( i a v o l u m e n y c a n t d a d d e i m P a T ( a a n y t V e r c a t e c s o n s t a n t e s ) . ) P = k T P11 P2 = 2 T11 T22 11 Fundamentos de Química ICQ030 L e y d A e v g o a d r o E l v o l u m e n d e u n g i ) a s e s i d r e c t a m e n t e p r o p o r c o n a l a l a L ( V ( i c a n i t d a d d e m a i m o l e s ) , a p c o r e n t r n t a n ú m e r o d e ó s s e a n y t e t s e m p e r a t u r a . n V V α n ( a T y P c t e s = k x ) n A o l p ú r m e e s n i e ó s n i y g t u a e l m e p s e d r e a u t u n r a m c i s o n m s o t g a n a t s e s o g , a s e v d i f e r e n t e s c o n t i e m n e o n l é e c l u m l Fundamentos de Química ICQ030 a i s s . m o n ú m e r o d e s V11 V22 = n11 n22 12 o B y l e : V = k ’ ∆ T P = 0 ∆ , = 0 n k ’ k ’ ’ k ’ ’ ’ R n C h a r l e s : V = ∆ T k ’ P = 0 ∆ , = n T T 0 V n ’ P P = A o g a d r o : V ∆ = v n k L R s e c a l c u e l ’ p a r a P = 0 ∆ , T = 0 = ’ G y a ’ a s e s d I e a l e P V = n RT s : ( 1 m o l 1 a t R = 0 , 0 8 2 0 6 L a t m m o l - 1 K - 1 ) m P n V 2 2 , 4 L 2 7 3 K T = = = L e y C = o m i b a n d P P11V V11 P PV V == 22 22 TT11 TT22 a 13 Fundamentos de Química ICQ030 L e y d e D a l t o n d e l a s r p e s i o V c C o y o m e n n T s b i d e P s t n a c i r c i a l e s n n ó a p o a g t e s n e a P s 2 s s P P P 1 2 1 t o t a l + = n n n 2 1 t Fundamentos de Química ICQ030 o t a l + = 14 o n s i d e r e u n c a s o e n q u e d o s g a s e s , y A e B s t á n e n u n C r e c i i e n t e d e v o l u m e n . V p T A P A = n A e s e l n ú m e r o d e m o l e s d e A R n V T B P B = n B e s e l n ú m e r o d e m o l e s d e B R n V A B n P = P A + P B X A n = X B = T + A P A = X A P P B = A B X B + B n n n n P T T P P P P i = X i T i = X X : f r a c c i ó n m o l a r i T 15 Fundamentos de Química ICQ030 T e e e s m c o e p g i ó r u a n u t c o n r a u j y n t r p o d e e c s o ó i n n d i c o n i o n e r s a m n o r ( l m a l N C e s T a S r ) a a h c e r p m á s f á c i l l a c o m r e n s i ó n d e l a s l e y e s y e l c o m o p d e l o s m e g p a e s r a e s t e s i ó n u r o n a o n m r a m r a 1 l P l a e s s t t e a o s c c o u n a d r i c i á u o e v n s l C m u 2 = m o n o º m t 7 = n 1 , 0 = A t a m i e n t o . = r r p T é P m r e 6 5 K 3 m H g 0 a l m n 7 e , s o l s a i r s e t o n i m r e n a e l 1 , 0 m o l d e u n g a s . p o l u m e n m o V Fundamentos de Química ICQ030 l a r , = 2 2 4 1 4 l i t r o s , = 2 4 L 2 16 T e m e p r a u t r a y r p e s i ó n o n r a m ( l N C T P ) 17 Fundamentos de Química ICQ030 1 n m a u e s t r a d g e a s d e l c o l o r o c u p a u v n o l m u e n d 9 e 4 U . m L 6 a u n a p r e s i ó n d m e 7 2 m H g á u 6 ¿ . l e s l a p r e s i ó n d e g l a s C ( e r e d o S m n l u u m c c i H e 1 a ó ) g 5 s 4 i e m v l o l m u e n a t m e p e r a t u r a o c n s t a n t e s e ? L : n 1 P x V 1 P 2 x V 2 = m P 1 = 7 2 P 1 V x 1 = 9 4 P m 2 = ? L m 2 H m g m 6 x 9 = = 2 = 4 1 5 4 L 6 = m 1 V 2 V 6 1 7 P g L m V H m 6 5 4 . 4 6 0 m m H g L 4 2 Fundamentos de Química ICQ030 18 l 2 r a g r ó n e s u g n a s i n e r t e u s a o d e n l a b s o m b e t a r d a r l v a a o p r i z a c i ó n d e l f i l m a e n o t l l a s p a r a n o m b i l l q a u e o c n t i e n e a g r ó n 1 a a , 2 ° 5 8 a v a o l m u e n o c n s t a n t e ¿ . y 1 ° 8 0 s c e c a i l i e r e n t a t a C á u C m t a U . b i E . l e s l a p r e s i ó n f i n a l d e l C ( a g r ó n o S e u l n c l ó i b a n o m b i l l a e n a m t ) ? : m P = 1 1 , 2 0 a P t = 2 ? P 1 P 2 = T 1 2 = 9 1 K T 2 = 5 3 8 K T T = 2 P 1 T 2 2 5 3 P 1 8 K x m = 1 2 , 0 a x t = T 2 1 9 1 1 4 , 8 a m t K 19 Fundamentos de Química ICQ030 n 3 L 3 2 v m a o e s o 1 a t r a d 2 m u l ° 5 0 l S u g e a s d m e o n x ó i o d d e c a b r o o n o c u p a U . , u e c i n ó d q C 1 e 5 , ¿ . 4 é u t m e p e r a t u r a e g l a o s c u p a á r u n A L s i l a p r e s i ó n p e m r a n e c e c o n s t a n t e ? : n V 1 / T 1 = V 2 T / 2 L V 1 = 1 T V 2 x 3 = T 2 , 3 9 L V 0 8 , 1 5 K T 2 = 2 1 = , 5 4 ? 1 L 1 , 5 4 x 9 3 8 , 1 5 K = T 2 = 1 9 2 K = L 3 V , 2 0 1 Fundamentos de Química ICQ030 20 ( 4 á u ¿ . l e s e v l o l m u e n e n l i t o r o ) s c u p a o d o p 9 4 r g 8 , d e ? a C N C o S l C H u l c T ó i P : n = T P t a V = n R 0 0 C = 2 7 3 1 , 5 K 1 = m T m o H l l C 1 g m o l P = 4 9 , x 8 = g H 1 , 7 3 l n 6 3 • L , o C 5 t l 7 3 4 m a m 1 , x 0 , 0 2 8 1 x 2 7 3 , 1 5 K V m o • l K 3 = V 0 , L 6 = m 1 a t 21 Fundamentos de Química ICQ030 5 n m a e s t r a d g e a s n a t u r a l o c n t i e n 8 e , 4 , e s i m 1 0 r m 4 , o l e s d e 2 4 H p u U . C o l e s d 2 e 2 ó 6 H y , n o t t a l d e o l 1 , C m 1 0 g s a s e s o l e s d e 1 s a 3 m t c , i 3 C , 8 H e 6 á u l l a S . e s l a ¿ 7 ( p r e s i ó n p a r c i a l d e l p o r p a o n S o l u c i ó 8 H ) ? 3 C : n P T P X = m T P i 0 X p r o p a n o = 1 , 7 3 a t i , 1 1 6 = = 8 2 , + 4 0 4 , 2 1 + 0 , 1 1 0 , 0 1 3 2 6 m P p r o p a n o = 0 , 0 1 3 2 x 1 , 3 7 a t = Fundamentos de Química ICQ030 0 , 0 1 8 1 a t m 22 á u 6 ¿ . c u l e s e v l o l m u e n d 2 e C a o d 5 g , 6 d g e l u o c s a s p o r d u c i o d 3 e o g a t a n e n ° a O C n l a r 7 e y 1 a , C a c 0 c i ó m t 0 ? n 0 C 6 1 6 O 2 ( s ) + ( O H g → ) 2 6 C ( O g ) + 2 6 o S u l c i ó l ) H : n ( O 2 6 L 4 7 , 6 23 Fundamentos de Química ICQ030 h l 7 x e a f l o u r u o r d e a z u f r e e s u g n a s u t i l i z a o d p a r a r a s t r e a r E . o l h s m u o s o c n t m a i n a n t e s e n l a a m t ó s f e r ; a s i e v l o l m u e n d e 3 g , 2 6 d 6 e 1 a 1 , 4 a F S 7 m t y 8 3 o 5 , e 2 s m 9 , C 2 c , á u l s e r á l a ¿ 3 3 m a s a d 6 e 1 1 , 4 a t e n u n o c n t e n e o d r c y u o v o l m u e n e 5 s 4 m m 9 , F S a 3 y 8 3 , o 5 ? 2 C g S 8 m n a t r a z d e e 2 l i o a u n a t e m L , U . h p 0 e o c n t i e n e a 3 t u r a d e 1 o t a l 0 d 0 . ¿ u c i ó n y 2 : 4 9 g 0 l e s l 6 1 , O C á u C l e 0 o , 7 t g , 0 r o d e 0 a p r e s i ó n C ? m S Fundamentos de Química ICQ030 o l u c i ó n : 1 , 1 1 a t 24 ( 9 a . l c u l e l a d e n s i d a d d e g l a s m a o n i a o c ) H N C o p r l i t o r m 5 a 7 m H y g 5 e g n r m a o s 3 o 5 2 C . g S o l u c i ó n : 0 6 , 2 L / 6 ( 1 l 0 b n i t r g ó e n o d e o s d i o l s ) a N E . o a s d e a i r e d e l o s a u o t N m s e u i l e s a e g l a s n i t r g ó e n o q u e s g e e n e i r a l c o r l a d e s c o m p o s i c i ó n d e N 3 ( s ) g , 6 a N 0 → d z a l e e n e a v l y g l o l u n m u m 8 C e a s e n 2 m H g 3 a N 0 N 3 . 2 a N i o 1 a 2 p l u C . d t 3 v ó ( s ) + N ( g ) L S Fundamentos de Química ICQ030 o l u c i ó n : 3 0 , 8 25