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212 CAPÍTULO 5 Gases

Tomando en cuenta las correcciones de presión y volumen, volvemos a escribir la
ecuación del gas ideal en la forma siguiente:
Tenga presente que en la ecuación 2
(5.18), P es la presión del gas medida 1 P 1 an 2
experimentalmente y V es el volumen V 2 (V 2 nb) 5 nR T (5.18)
del recipiente del gas.
presión volumen
corregida corregido

La ecuación (5.18), que relaciona P, V, T y n para un gas no ideal, se conoce como la
ecuación de van der Waals . Las constantes de van der Waals, a y b, se eligen para cada
gas a fi n de obtener la mayor congruencia posible entre la ecuación (5.18) y el compor-
tamiento observado de un gas particular.
En la tabla 5.4 se enumeran los valores de a y b para varios gases. El valor de a
indica qué tan fuerte se atraen las moléculas de un gas determinado. Podemos ver que los
átomos de helio son los que tienen las atracciones más débiles, puesto que tiene el valor
de a más pequeño. También existe otra correlación entre el tamaño molecular y b. Por lo
general, cuanto más grande sea una molécula (o átomo), mayor será b, pero la relación
entre b y el tamaño molecular (o atómico) no es tan simple.
En el ejemplo 5.18 se compara la presión calculada de un gas mediante la ecuación
del gas ideal y la ecuación de van der Waals.

Ejemplo 5.18

Dado que 3.50 moles de NH 3 ocupan 5.20 L a 478C, calcule la presión del gas (en atm)
mediante: a) la ecuación del gas ideal y b) la ecuación de van der Waals.
Estrategia Para calcular la presión del NH 3 mediante la ecuación del gas ideal, procedemos
Tabla 5.4
como en el ejemplo 5.3. ¿Qué correcciones se realizan a la presión y al volumen en la
Constantes de van der Waals ecuación de van der Waals?
de algunos gases comunes
Solución a) Tenemos los siguientes datos:
a b
V 5 5.20 L
atm ? L 2 L
Gas a b a b T 5 (47 1 273) K 5 320 K
mol 2 mol n 5 3.50 mol
R 5 0.0821 L ? atmyK ? mol
He 0.034 0.0237
Ne 0.211 0.0171 Al sustituir estos valores en la ecuación del gas ideal, tenemos
Ar 1.34 0.0322
nRT
Kr 2.32 0.0398 P 5
V
Xe 4.19 0.0266 (3.50 mol)(0.0821 L ? atmyK ? mol)(320 K)
5
0.244 0.0266
5.20 L
H 2
1.39 0.0391
5 17.7 atm
N 2
1.36 0.0318
O 2
6.49 0.0562
Cl 2 b) Necesitamos la ecuación (5.18). Es aconsejable calcular primero los factores de
3.59 0.0427
CO 2 corrección para la ecuación (5.18) por separado. Según la tabla 5.4, tenemos
2.25 0.0428
CH 4
2
20.4 0.138 a 5 4.17 atm ? L /mol 2
CCl 4
4.17 0.0371 b 5 0.0371 L/mol
NH 3
H 2 O 5.46 0.0305