Page 214 - Quimica - Undécima Edición

184 CAPÍTULO 5 Gases

Figura 5.10 Relación del
volumen de gases en una reacción
química. La proporción del volumen
del hidrógeno molecular con
+
respecto al nitrógeno molecular es
de 3:1, y la del amoniaco (el
producto) con respecto del
hidrógeno molecular y el nitrógeno
3H (g) + N (g) 2NH (g)
molecular combinados (los 2 2 3
reactivos) es de 2.4 o 1:2. 3 moléculas + 1 molécula 2 moléculas
3 moles + 1 mol 2 moles
3 volúmenes + 1 volumen 2 volúmenes

presión y temperatura constantes, el volumen de un gas es directamente proporcional al
número de moles del gas presente. En la fi gura 5.6 se observa que k 4 5 RT/P.
De acuerdo con la ley de Avogadro, cuando dos gases reaccionan entre sí, los volú-
menes que reaccionan de cada uno de los gases tienen una relación sencilla entre sí. Si el
producto es un gas, su volumen se relaciona con el volumen de los reactivos mediante
una relación sencilla (un hecho demostrado antes por Gay-Lussac). Por ejemplo, conside-
re la síntesis de amoniaco a partir de hidrógeno y nitrógeno moleculares:
3 H 2 (g) 1 N 2 (g) ¡ 2NH 3 (g)
3 m o les 1 m o les 2 m o les
Dado que a la misma temperatura y presión, los volúmenes de los gases son directamen-
te proporcionales al número de moles de los gases presentes, ahora podemos escribir

3 H 2 (g) 1 N 2 (g) ¡ 2NH 3 (g)

v 3 l o úmenes v 1 u l o m en 2 volúmenes
La proporción de volumen de hidrógeno molecular respecto del nitrógeno molecular es de
3:1, y la del amoniaco (el producto) respecto del hidrógeno molecular y del nitrógeno
molecular (los reactivos) es de 2:4 o 1:2 (fi gura 5.10).
Los ejemplos de la sección 5.4 ilustran las leyes de los gases.

5.4 Ecuación del gas ideal

A continuación presentamos un resumen de las leyes de los gases que hemos analizado
hasta el momento:

1
Ley de Boyle: V ~ (a n y T constantes)
P
Ley de Charles: V ~ T (a n y P constantes)
Ley de Avogadro: V ~ n (a P y T constantes)

Podemos combinar las tres expresiones a una sola ecuación maestra para el comporta-
miento de los gases:
nT
V ~
P
nT
V 5 R
P
Recuerde que la ecuación del gas
ideal , a diferencia de las leyes de los o PV 5 nRT (5.8)
gases que se analizaron en la sección
5.3, se aplica a los sistemas que no donde R, la constante de proporcionalidad , se denomina constante de los gases . La ecua-
experimentan cambios en presión, vo-
lumen, temperatura y cantidad de un ción (5.8), conocida como ecuación del gas ideal, explica la relación entre las cuatro
gas. variables P, V, T y n. Un gas ideal es un gas hipotético cuyo comportamiento de presión,