Leyes de química
Ley de Dalton
La presión total de una mezcla de gases es la suma de las presiones parciales de los componentes de la mezcla.
Para una mezcla de dos gases A y B:
Donde PA es la presión parcial del gas A y PB la presión parcial del gas B. La presión parcial de un gas es la presión que ejercía si estuviese en el recipiente a la misma presión y temperatura.
La Ley de Dalton se aplica con frecuencia en los que hay gases que se recogen sobre agua. En este caso, el gas recogido se mezcla con el vapor de agua. La única presión que se puede medir es la presión total de la mezcla. La presión parcial del agua se obtiene con facilidad. Su valor es constante a un temperatura dada y se puede obtener de los datos de la presión de vapor. Restado la presión parcial del agua H2O(g) de la presión total de la mezcla se obtiene la presión del gas en la mezcla bajo estudio. A su vez, esto se puede utilizar para determinar el número de moles del gas presente.
EJEMPLO: En una práctica de laboratorio se hace reaccionar ácido clorhídrico con aluminio. El hidrógeno gaseoso desprendido se recogió sobre agua a 25°C, ocupando un volumen de 335cm3 a una presión total de 750mm Hg. La presión de vapor del agua a 25°C vale 24 mm Hg.
- ¿Cuál es la presión parcial del hidrógeno en la mezcla?
- ¿Cuántos moles de hidrógeno se han recogido?
Solución:
- El gas recogido es una mezcla de hidrógeno y vapor de agua. La presión parcial del agua en la mezcla es su presión de vapor igual a 22 mm Hg. Por la ley de Dalton: .Por lo tanto, .
.
- Por la ley de los gases:
La ley de Graham
El flujo de moléculas de gas a través de un pequeño orificio o un poro en el recipiente se conoce como efusión. La velocidad de efusión es directamente proporcional a la velocidad medida de las moléculas de gas. Así, las velocidades de la efusión de dos gases A y B del mismo recipiente y a la misma presión están en la misma relación que sus velocidades medias:
Si los dos gases están a la misma temperatura,
Donde MA y MB son las masas moleculares de A y B. si se despeja en la relación y se sustituye se obtiene:
Esta relación, en una forma un poco diferente, fue descubierta experimentalmente por Thomas Graham en 1828. Se conoce como ley de Graham.
Esta ley nos da el método de determinar masas moleculares. Todo lo que hay que hacer es comparar la velocidad de efusión de un gas con la de otro cuya masa molecular sea conocida. Generalmente, lo que se hace es medir el tiempo necesario para que cantidades iguales de gases efundan en las mismas condiciones de presión y temperatura. Los tiempos son inversamente proporcionales a sus velocidades; cuando más rápido efunde el gas, menor es el tiempo que tarda en efudir una determinada cantidad del mismo.
Por lo tanto,
En otras palabras, el tiempo necesario para la efusión aumenta con la masa molecular. Las moléculas más pesadas necesitan más tiempo para la efusión.
EJEMPLO: Es un experimento de efusión se necesitan 45 s para que un cierto número de moles de un gas desconocido pasen a través de un pequeño orificio al vacío. En las mismas condiciones el mismo número de moles de CO2 tardó 18 s en efundir. Calcule la masa molecular del gas desconocido.
Solución
Sustituyendo la ecuación anterior:
Elevando el cuadrado ambos miembros:
- Aparato para medir la presión de un neumático.
Manómetro
- Aparato para medir la presión atmosférica.
Barómetro
- Aparato para medir la presión sanguínea
Esfigmomanómetro
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