GASES REALES-ECUACIÓN DE VAN DER WAALS

Quimicalino

2 Oct 201912:54

Summary

TLDREn este video, se discute la aplicación de la ley de los gases ideales y la ecuación de Van der Waals para gases reales. Se explica que los gases ideales se comportan de cierta manera cuando las presiones son bajas y las temperaturas altas, permitiendo una movilidad de partículas y poca interacción. Sin embargo, para gases reales, bajo presiones altas y temperaturas bajas, es necesario realizar correcciones utilizando la ecuación de Van der Waals, que considera factores como la interacción entre moléculas y el volumen de las partículas. Se realiza un ejercicio práctico para calcular la presión de un gas ideal y real, demostrando la diferencia entre ambos.

Takeaways

📚 La Ley de los Gases Ideales se aplica cuando las presiones son bajas y las temperaturas altas, lo que minimiza las interacciones entre las moléculas y asegura que el volumen del gas sea igual al del recipiente.
🔍 La ecuación de estado para un gas ideal es PV = nRT, donde P es la presión, V el volumen, n las moles, R la constante de los gases y T la temperatura en Kelvin.
🚫 Los gases reales no siguen la Ley de los Gases Ideales cuando las presiones son altas y las temperaturas bajas, lo que requiere correcciones en la ecuación de estado.
🛠 Para gases reales, la ecuación de Van der Waals se utiliza para corregir la ecuación de estado, teniendo en cuenta la interacción entre las moléculas y el volumen ocupado por ellas.
⚖️ La ecuación de Van der Waals es (P + a(n^2)/V^2)(V - nb) = nRT, donde a y b son constantes específicas para cada gas que representan las correcciones necesarias.
🔢 Las constantes a y b para el dióxido de carbono (CO2) son 3.59 litros²/atm y 0.043 litros/mol respectivamente, y se encuentran en tablas de datos o textos de química.
📐 Al aplicar la ecuación de Van der Waals, se obtiene una presión más realista que la obtenida con la ecuación de estado ideal.
📉 La diferencia entre la presión calculada con la ecuación ideal y la ecuación de Van der Waals es significativa, mostrando la importancia de las correcciones para gases reales.
📝 En un ejercicio práctico, se calcula la presión de 10 moles de CO2 en un recipiente de 12 litros a 353 K, mostrando cómo se aplican las correcciones de Van der Waals.
🎓 La corrección de Van der Waals es crucial para entender el comportamiento real de los gases, especialmente en condiciones donde no se cumplen las premisas de la idealidad.

Q & A

¿Cuándo se puede aplicar la ley de los gases ideales según el guion?
-Se puede aplicar la ley de los gases ideales cuando las presiones son bajas y las temperaturas altas, lo que garantiza la movilidad de las partículas y minimiza las interacciones entre las moléculas del gas.
¿Qué sucede cuando un gas no se comporta idealmente?
-Cuando un gas no se comporta idealmente, se considera un gas real. Esto ocurre en condiciones de altas presiones y bajas temperaturas, donde las interacciones entre las moléculas y el volumen de las partículas son significativos.
¿Cuál es la ecuación que se utiliza para corregir la ecuación de estado ideal para gases reales?
-La ecuación de Van der Waals es utilizada para corregir la ecuación de estado ideal para gases reales, teniendo en cuenta las correcciones de presión y volumen debido a las interacciones entre moléculas y el volumen de las partículas.
¿Qué son los parámetros 'a' y 'b' en la ecuación de Van der Waals?
-Los parámetros 'a' y 'b' en la ecuación de Van der Waals son constantes específicas para cada gas que representan la corrección de presión por interacciones entre moléculas y la corrección de volumen por el volumen ocupado por las partículas del gas, respectivamente.
¿Cómo se calcula la presión de un gas ideal según la ecuación de estado?
-La presión de un gas ideal se calcula utilizando la ecuación PV = nRT, donde P es la presión, V es el volumen, n es el número de moles, R es la constante de los gases ideales y T es la temperatura en Kelvin.
¿Cuál es la diferencia entre la presión calculada con la ecuación ideal y la presión real según la ecuación de Van der Waals?
-La presión real calculada con la ecuación de Van der Waals suele ser menor que la presión calculada con la ecuación ideal debido a las correcciones que toma en cuenta las interacciones entre moléculas y el volumen de las partículas.
¿Cómo se determina si un gas se comportará idealmente o no según el guion?
-Se determina si un gas se comportará idealmente o no considerando las condiciones de presión y temperatura. Si las presiones son bajas y las temperaturas altas, el gas se comportará de manera ideal. En caso contrario, se requerirán correcciones como la ecuación de Van der Waals.
¿Qué pasos se siguen para aplicar la ecuación de Van der Waals al cálculo de la presión de un gas real?
-Primero se identifican las constantes 'a' y 'b' específicas del gas, luego se reemplazan los valores correspondientes en la ecuación de Van der Waals y se resuelve la ecuación para encontrar la presión, teniendo en cuenta las correcciones de presión y volumen.
¿Cuál es la importancia de las constantes 'a' y 'b' en la ecuación de Van der Waals?
-Las constantes 'a' y 'b' son cruciales en la ecuación de Van der Waals porque permiten ajustar la ecuación de estado ideal para que se ajuste mejor a la realidad de los gases reales, considerando las interacciones entre moléculas y el volumen de las partículas.
¿Cómo se evidencia la diferencia entre el comportamiento ideal y real de un gas en el guion?
-El guion muestra una comparación entre los cálculos de presión utilizando la ecuación ideal (PV = nRT) y la ecuación de Van der Waals, demostrando que la presión calculada con la ecuación real es menor debido a las correcciones necesarias para los gases reales.

Outlines

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⚗️ Aplicación de la Ley de Gases Ideales

En este párrafo, se introduce cuándo se aplica la Ley de Gases Ideales y cuándo es necesario hacer correcciones con la ecuación de Van der Waals para gases reales. La Ley de Gases Ideales funciona cuando las presiones son bajas y las temperaturas son altas, lo que garantiza la movilidad de las partículas, poca interacción entre moléculas y un volumen igual al del recipiente. Cuando el gas no es ideal, las presiones son altas y las temperaturas son bajas, requiriendo correcciones a la ecuación.

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📊 Ejemplo de Comportamiento Ideal de un Gas

Este párrafo proporciona un ejemplo con 10 moles de dióxido de carbono en un recipiente de 12 litros a una temperatura de 353 K, calculando la presión bajo el supuesto de un comportamiento ideal. Se utiliza la ecuación PV = nRT, donde se sustituyen los valores de moles, constante de gases y temperatura, obteniendo un valor de presión para el comportamiento ideal. Se enfatiza el uso correcto de unidades (Kelvin, litros y moles).

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📐 Ejemplo de Comportamiento No Ideal (Van der Waals)

Aquí se aplica la ecuación de Van der Waals para el mismo gas, despejando la presión considerando las correcciones de volumen y presión. Se detallan los términos de la ecuación, como el ajuste en el volumen de las partículas y las interacciones entre moléculas. Después de sustituir los valores de moles, constante de gases, volumen y temperatura, se calcula la presión real, que resulta ser menor que la presión ideal debido a estas correcciones.

Mindmap

Keywords

💡Ley de los gases ideales

La Ley de los gases ideales, también conocida como la ecuación de estado ideal, es una ley física que describe el comportamiento de los gases en condiciones donde las interacciones entre las moléculas son mínimas y el volumen ocupado por las moléculas es despreciable. En el guion, esta ley se menciona para establecer las condiciones en las que se puede aplicar, basándose en presiones bajas y temperaturas altas. La ecuación de estado ideal es pV=nRT, donde p es la presión, V el volumen, n las moles de gas, R la constante de los gases y T la temperatura en Kelvin.

💡Ecuación de Van der Waals

La ecuación de Van der Waals es una corrección a la ley de los gases ideales que tiene en cuenta los efectos de las interacciones entre las moléculas y el volumen que ocupa el gas. Se menciona en el guion para describir cómo se ajusta la ecuación de estado para gases reales, es decir, cuando las condiciones no son ideales. La ecuación se presenta como (P + a(n/v)^2)*(v/n - b) = RT, donde a y b son constantes específicas del gas que se ajustan para compensar las interacciones moleculares y el volumen de las moléculas, respectivamente.

💡Presión

La presión en el contexto del guion se refiere a la fuerza exertida por los gases sobre las paredes de su contenedor. Es un parámetro clave en las ecuaciones de estado de los gases y se mide en unidades de fuerza por unidad de área, como atmósferas. En la ecuación de Van der Waals, la presión se ve afectada por correcciones que dependen de las propiedades moleculares del gas.

💡Volumen

El volumen en términos de gases se refiere al espacio que ocupan los gases dentro de un contenedor. En el guion, el volumen es un factor importante en la ecuación de Van der Waals, donde se corrige por el volumen que realmente ocupa el gas, incluyendo el espacio que sus moléculas no pueden ocupar.

💡Moles

Los moles son una cantidad de material que contiene un número específico de partículas (Avogadro's number) y se usa para expresar cantidades de gas en las ecuaciones de estado. En el guion, se menciona que en condiciones ideales, la presión es proporcional al número de moles de gas (pV=nRT).

💡Constante de los gases (R)

La constante de los gases, simbolizada como R, es una constante universal que se utiliza en la ecuación de estado ideal de los gases. Su valor es aproximadamente 0.082 atm·L/(mol·K) y se menciona en el guion como un factor que se multiplica por el número de moles y la temperatura para calcular la presión.

💡Temperatura

La temperatura es una medida del movimiento térmico de las partículas de un gas y es crucial en las ecuaciones de estado, ya que afecta la presión y el volumen del gas. En el guion, la temperatura se menciona como un factor que debe estar en Kelvin para ser utilizada en las ecuaciones de estado.

💡Dióxido de carbono (CO2)

El dióxido de carbono es un gas mencionado en el guion como un ejemplo para realizar un ejercicio práctico con la ecuación de Van der Waals. Se describe cómo se calcula la presión de 10 moles de CO2 en un volumen de 12 litros a una temperatura de 353 Kelvin, considerando tanto el comportamiento ideal como no ideal.

💡Comportamiento ideal

El comportamiento ideal se refiere a la situación en la que las moléculas de un gas no interactúan entre sí y el volumen que ocupa el gas es igual al volumen del contenedor. En el guion, se utiliza para comparar con el comportamiento real de los gases y se menciona que se da en condiciones de altas temperaturas y bajas presiones.

💡Comportamiento real

El comportamiento real de los gases se refiere a situaciones donde las moléculas de un gas sí interactúan entre sí y el volumen que ocupa el gas es menor al del contenedor. En el guion, se menciona que se debe usar la ecuación de Van der Waals para describir el comportamiento real de los gases, donde las presiones son altas y las temperaturas bajas.

Highlights

La ley de los gases ideales se aplica cuando las presiones son bajas y las temperaturas altas.

Gases reales requieren correcciones en la ecuación de estado debido a interacciones moleculares y volumen de las partículas.

La ecuación de Van der Waals introduce correcciones para presión y volumen en gases reales.

El parámetro 'a' en la ecuación de Van der Waals corrige las interacciones moleculares.

El parámetro 'b' en la ecuación de Van der Waals corrige el volumen ocupado por las partículas del gas.

La ecuación de Van der Waals es más realista para describir el comportamiento de gases reales.

Para gases ideales, el volumen del gas es igual al volumen del recipiente.

La constante 'R' en la ecuación de estado de gases ideales es 0.082 atm·L/(mol·K).

Ejercicio práctico para calcular la presión de un gas ideal y real utilizando la ecuación de Van der Waals.

Las constantes 'a' y 'b' para el CO2 son específicas y se encuentran en tablas de datos.

La temperatura en la ecuación de estado debe estar en Kelvin.

El volumen en la ecuación de estado debe estar en litros.

La presión calculada para un comportamiento ideal es 24 atm.

La presión calculada para un comportamiento real usando la ecuación de Van der Waals es 22 atm.

La diferencia entre el comportamiento ideal y real es significativa, mostrando la necesidad de correcciones en gases reales.