Leyes de los Gases: Fundamentos y Teoría Cinética Molecular

Leyes de los Gases

Ley de los Volúmenes de Combinación

A principios del siglo XIX, Gay-Lussac realizó un descubrimiento para conocer el número de átomos de un elemento que se combinaba con un solo átomo de otro elemento (volúmenes de los gases que reaccionan y de los que se forman en las mismas condiciones de presión y temperatura).

Hipótesis de Avogadro

Amadeo Avogadro, a principios del siglo XIX, decía que volúmenes iguales de gases diferentes, a la misma presión y temperatura, contenían el mismo número de partículas.

Leyes de los Gases

• Ley de Boyle: A temperatura constante, el volumen de una masa de gas es inversamente proporcional a la presión que ejerce contra las paredes del recipiente.
• Ley de Charles: A presión constante, el volumen de una masa de gas es directamente proporcional a su temperatura.
• Ley Combinada: Los gases que cumplen las leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac se denominan gases ideales.
• Ley de Gay-Lussac: La presión de un gas a volumen constante es directamente proporcional a su temperatura.

Ley de Dalton de las Presiones Parciales

En una mezcla de gases ideales, cada gas ejerce una presión parcial igual a la que ejercería si solo ocupase todo el volumen, a la misma temperatura. La presión total es la suma de las presiones parciales de todos los gases.

Teoría Cinética Molecular

En la segunda mitad del siglo XIX, Joule, Clausius y otros crearon la teoría cinética molecular. Sus postulados son:

• Los gases están formados por partículas.
• Las moléculas de los gases se mueven al azar, chocando de forma continua entre ellas.
• Los choques son elásticos; no varía su energía cinética.
• La energía cinética media de las moléculas gaseosas es directamente proporcional a la temperatura absoluta.

Justificación de las Leyes de los Gases Ideales mediante la Teoría Cinética Molecular

Ley de Boyle

Si se comprime un gas a temperatura constante y se reduce su volumen a la mitad, según los postulados de la teoría cinética molecular, su velocidad media no se ve alterada, pero se tardará la mitad del tiempo en chocar de una pared a otra, por lo que se producirán el doble de choques y la presión se duplicará.

Ley de Dalton

Como el tamaño de las partículas es despreciable frente al volumen del recipiente, en una mezcla de gases, cada gas se comporta como si estuviera solo en el recipiente.

Ley de Gay-Lussac

Si tenemos un gas en un recipiente cuya cara superior puede desplazarse verticalmente, al inicio habrá equilibrio entre la presión del gas y la atmosférica. En un mismo volumen de gas, presión y temperatura son directamente proporcionales.

Ley de Charles

Como la presión exterior es constante, el gas debe reducir la presión interna para igualarla; esto se consigue expandiendo el volumen. A una misma temperatura, el volumen de una masa de gas y la presión que ejerce contra las paredes son inversamente proporcionales.