LOS GASES Y LAS DISOLUCIONES. Departamento de Física y Química 3º ESO

Transcripción

1 LOS GASES Y LAS DISOLUCIONES Departamento de Física y Química 3º ESO

2 0. Mapa conceptual SÓLIDO ESTADOS DE LA MATERIA LÍQUIDO Presión atmosférica GAS Solubilidad Disolución saturada Disoluciones Soluto Disolvente Leyes de los gases Ley de Boyle-Mariotte Ley de Gay-Lussac Ley de Charles Ley de los gases ideales Teoría cinética Formas de expresar la concentración % en masa de soluto % en volumen de soluto Concentración en masa de soluto

3 0. Mapa conceptual Presión atmosférica GAS Teoría cinética Leyes de los gases Ley de Boyle-Mariotte A temperatura cte. p 1 V 1 = p 2 V 2 Ley de Gay-Lussac A volumen cte. p 1 p 2 = T 1 T 2 Ley de Charles A presión cte. V 1 V 2 = T 1 T 2 Ley de los gases ideales p 1 V 1 p 2 V 2 = T 1 T 2

4 0. Mapa conceptual Disoluciones LÍQUIDO Solubilidad Soluto Disolvente Diluida Concentrada Disolución saturada Formas de expresar la concentración % en masa de soluto masa de soluto % en masa de soluto = 100 masa de disolución % en volumen de soluto volumen de soluto % en volumen de soluto = 100 volumen de disolución Concentración en masa de soluto Concentración en masa de soluto = masa de soluto volumen de disolución

5 0. Estados de la materia y teoría cinética Estados de la materia: sólido, líquido y gas Estado Sólido Líquido Gas Forma constante Forma variable Forma variable Características Ejemplos Volumen constante Volumen constante Volumen variable No se expanden No se expanden Se expanden No se comprimen Se comprimen poco Se comprimen Hielo Azúcar Metales Agua Aceite Alcohol Vapor de agua Butano Dióxido de carbono Teoría cinética: Materia formada por partículas muy pequeñas, que se hallan más o menos unidas dependiendo del estado en que se encuentren. Las partículas se mueven más o menos libremente en función del estado. Cuanto mayor es la rapidez con que se mueven, mayor es la temperatura de la materia.

6 0. Repaso Factores de conversión: multiplicar por una fracción que tiene en su numerador y en su denominador la misma cantidad, pero expresada en distintas unidades. Ejemplo: 0,85 nm a m 0,85 nm 10-9 m = 0, m = 8, m 1 nm 90 km/h a m/s 90 km 10 3 m 1 h = m = 25 m/s h 1 km 3600s 3600 s Notación científica: forma de simplificar la escritura de un número. Se usan las potencias en base de10. Ejemplos: = 3, (Nº > 1 exponente +) 0,00064 = 6, (Nº < 1 exponente -)

7 1. Los gases y la presión atmosférica Gases: resulta difícil medir directamente la cantidad que hay en un recipiente. Se determina de forma indirecta midiendo el volumen (m 3 ), la temperatura (K) y la presión (atm o mm de Hg). Recordar: 1 m 3 = 1 kl = 1000 L 1 dm 3 = 1 L 1 cm 3 = 1 ml = 0,001 L T (K) = T (ºC) ºC = 273 K Presión atmosférica: presión que ejerce el aire. Torricelli midió la presión que ejerce la atmósfera al nivel del mar, concluyendo que es la misma que la que ejerce una columna de mercurio de 76 cm de altura. 1 atm = 760 mm de Hg = Pa

8 2. Las leyes de los gases Ley de Boyle-Mariotte: Cuando un gas experimenta transformaciones a temperatura constante, el producto de la presión que ejerce por el volumen que ocupa permanece constante. p V = cte. p 1 V 1 = p 2 V 2 p y V son magnitudes inversamente proporcionales La gráfica de P vs V es una hipérbola Ley de Gay-Lussac: Cuando un gas experimenta transformaciones a volumen constante, el cociente entre la presión que ejerce y su temperatura absoluta permanece constante. p p 1 p 2 = cte. = T T 1 T 2 p y T son magnitudes directamente proporcionales La gráfica de P vs T absoluta es una recta que pasa por (0,0)

9 2. Las leyes de los gases Ley de Charles: Cuando un gas experimenta transformaciones a presión constante, el cociente entre el volumen del gas y su temperatura absoluta permanece constante. V V 1 V 2 = cte. = T T 1 T 2 V y T son magnitudes directamente proporcionales La gráfica de V vs T es una recta que pasa por (0,0) Ley de los gases ideales: engloba las 3 leyes experimentales p 1 V 1 p 2 V 2 = T 1 T 2 p y V pueden expresarse en cualquier unidad siempre que sea la misma en los dos estados T debe expresarse en K

10 3. La teoría cinética de los gases Gases están formados por partículas muy pequeñas que están separadas unas de otras El volumen de las partículas es mucho menor que el volumen del recipiente No existen fuerzas de unión entre las partículas de un gas Se mueven con total libertad Las partículas del gas se mueven en línea recta. Solo cambian de dirección cuando chocan con otra partícula o contra las paredes. La presión que ejerce el gas es una medida del número de choques por segundo de sus partículas contra las paredes del recipiente. La temperatura absoluta del gas es proporcional a la velocidad de las partículas que lo forman Cuanto mayor sea su velocidad, mayor será su temperatura Cero absoluto: Temperatura a la cual las partículas de los gases no se mueven 0 K = -273,15 ºC Explicación de las leyes de los gases por la teoría cinética

11 4. Las disoluciones Disolución: mezcla homogénea de 2 o más componentes. En una disolución: Disolvente: componente que está en mayor proporción Soluto: componente/s que está en menor proporción El estado físico de la disolución coincide con el del disolvente. Disolvente Soluto Disolución Ejemplo Gas Líquido Sólido Gas Gas Aire Líquido Gas Niebla Sólido Gas Humo Gas Líquido Bebida con gas Líquido Líquido Agua y alcohol Sólido Gas Líquido Sólido Suero fisiológico, agua con azúcar H absorbido sobre Pd Líquido Sólido Amalgama Sólido Sólido Aleaciones

12 4. Las disoluciones Concentración de las disoluciones: Cualitativamente podemos clasificar las disoluciones en: Disolución diluida: poca proporción de soluto Disolución concentrada: elevada proporción de soluto Concentración en una disolución: cantidad de soluto que hay en una cantidad determinada de la disolución o de disolvente. Modos de expresar la concentración de las disoluciones: Porcentaje en masa o riqueza: masa de soluto que hay cada 100 unidades de masa de disolución. masa de soluto % en masa de soluto = 100 masa de disolución La masa del soluto y la del disolvente tienen que expresarse en las mismas unidades

13 4. Las disoluciones Modos de expresar la concentración de las disoluciones: Porcentaje en volumen: volumen de soluto que hay cada 100 unidades de volumen de disolución. volumen de soluto % en volumen de soluto = 100 volumen de disolución El volumen del soluto y el de la disolución deben expresarse en las mismas unidades Concentración en masa: cantidad en masa de soluto que hay en cada unidad de volumen de disolución. masa de soluto concentración en masa de soluto = 100 volumen de disolución Se utiliza cuando el soluto es sólido y el disolvente es líquido. Unidades: kg/m 3 (SI); g/cm 3 ; g/l Concentración en masa no es lo mismo que densidad!!

14 5. La solubilidad Disolución saturada: aquella que ya no admite más cantidad de soluto La cantidad de soluto que podemos disolver antes de la que la disolución esté saturada depende del soluto y de la temperatura. Solubilidad de una sustancia: concentración que puede tener en la disolución saturada. La solubilidad de los sólidos se expresa como: g de soluto g de soluto 100 ml de disolvente L de disolvente Habitualmente la solubilidad de los sólidos aumenta con la temperatura. La solubilidad de los gases en los líquidos disminuye a medida que aumenta la temperatura