Fundamentos de los Estados de la Materia: Gases y Líquidos

1. Propiedades y Leyes de los Gases

Características generales

• Se difunden rápidamente entre sí.
• Se expanden uniformemente.
• Se desplazan hacia zonas de menor presión.
• Ejercen presión.
• Se comprimen a temperaturas críticas.
• Poseen menor densidad que los sólidos.

Variables de estado

1. Volumen
2. Presión
3. Temperatura
4. Cantidad de gas

Leyes fundamentales

• Boyle (1660): El volumen de una cantidad fija de gas es inversamente proporcional a su presión a una temperatura constante.
• Gay-Lussac: El volumen es directamente proporcional a su temperatura a presión constante.
• Ley de Avogadro (Volumen-Cantidad): En gases a la misma presión y temperatura, el volumen es directamente proporcional al número de moles.
• Henry: La solubilidad de un gas en un líquido es directamente proporcional a su presión parcial.
• Graham: A temperatura y presión constantes, las velocidades de difusión de diferentes gases varían inversamente con la raíz cuadrada de sus densidades.

Teoría Cinética Molecular

Los gases están formados por moléculas en constante movimiento caótico. Al chocar con otras moléculas o con las paredes del recipiente, rebotan sin cambiar su velocidad. La presión del gas es el resultado del impacto de las moléculas contra las paredes. Se desprecian las fuerzas intermoleculares, a presión baja el volumen es despreciable y la temperatura absoluta es proporcional al promedio de la energía cinética de todas las moléculas.

2. Características de los Líquidos y Soluciones

Propiedades de los líquidos

• Las fuerzas de atracción pueden ser más fuertes que en los gases (dipolo-dipolo, puentes de hidrógeno).
• Cuando las fuerzas son débiles, son muy volátiles y tienen puntos de ebullición bajos.
• Presentan movimiento de traslación.
• Tienen un volumen definido.
• Adoptan la forma del recipiente que los contiene.
• Su densidad es mayor que la de los gases y menor que la de los sólidos.
• Son más difíciles de comprimir.
• Presentan poca resistencia al flujo.

Soluciones y Propiedades Coligativas

Una solución es la mezcla de dos o más compuestos solubles entre sí, donde el soluto es la sustancia disuelta en el disolvente.

Propiedades coligativas

Son las propiedades físicas de los disolventes que son modificadas por la presencia de uno o más solutos:

• Presión de vapor: El punto de ebullición de una solución será mayor que el de un disolvente puro.
• Presión osmótica: Una solución presenta presión osmótica.

Ósmosis

Es el paso de un disolvente a través de una membrana semipermeable hacia una solución, o desde una solución más diluida hacia una más concentrada. Se mide mediante un osmómetro.

• Hipertónicas: Mayor cantidad de soluto.
• Hipotónicas: Menor cantidad de soluto.
• Isotónicas: Igual cantidad de soluto.