Las teorías de gases de baja densidad y para líquidos binarios

Gas Ideal.

·         Formado por partículas puntuales sin efectos electromagnéticos.

·         Las colisiones entre las moléculas y entre las moléculas y las paredes es de tipo elástica, es decir, se conserva el momento y la energía cinética.

·         La energía cinética es directamente proporcional a la temperatura.

·         Los gases se aproximan a un gas ideal cuando son un gas mono atómico, está a presión y temperatura ambiente.

La ecuación del gas ideal se basa condensa la ley de Boyle, la de Gay-Lussac, la de Charles y la ley de Avogadro.

Ley de Charle.

Corresponden a las transformaciones que experimenta un gas cuando la presión es constante. Así tenemos que: (Castellan, G. 1987)

Cuando la temperatura se acerca al cero absoluto, todos los gases tienden al mismo comportamiento.

Dónde:

·         V= Volumen.

·    T= Temperatura.

 

	Fig. 1: Diagrama de la ley de Charles. (Castellan, G. 1987)

 

Ecuación de los gases ideales.

 

Dónde:

·         P= es la presión del gas

·         V = el volumen del gas

·         n= el número de moles

·         T= la temperatura del gas medida en Kelvin

·         R= la constante de los gases ideales

 

Ley de Gay-Lussac.

Corresponde a las trasformaciones que sufre un gas ideal cuando el volumen permanece constante.

Dónde:

·        
P= Presión.

·         T= Temperatura.

	Fig. 2: Diagrama de la ley de Gay-Lussac. (Castellan, G. 1987)

 

Ley de Boyle.

Corresponde a las transformaciones que experimenta un gas cuando su temperatura permanece constante. La curva que describe el gráfico Presión versus Volumen, corresponde a una isotérmica, es decir a todos los puntos donde la temperatura es la misma.

 

Dónde:

·         P= Presión.

·         V= Volumen.

Ley de Avogadro.

Volúmenes iguales de distintas sustancias gaseosas, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de partículas.

Líquidos Binarios.

Formado por la mezcla de dos líquidos totalmente miscibles, dos líquidos que se disuelven completamente entre sí, en equilibrio con su vapor tendrán dos componentes y dos fases, una fase líquida y una fase vapor.

Una disolución ideal es la que se forma cuando al mezclar dos líquidos volátiles se disuelven sin absorber ni desprender calor y de modo que los volúmenes resultan ser aditivos. Las disoluciones ideales líquido-líquido cumplen la ley de Raoult y la ley de Dalton. (Chang, R. 2008)

En una mezcla homogénea de dos líquidos volátiles A y B, de acuerdo a la ley de Raoult se pueden presentar dos casos: (Chang, R. 2008)

1.      Si las fuerzas intermoleculares entre las moléculas A y B son más débiles que las que existen entre las moléculas de A y entre las de B, se dice que existe una mayor tendencia para considerarse una mezcla real que en el caso de una solución ideal. En consecuencia, la presión de vapor de la solución es mayor que la predicha por la ley de Raoult para la misma concentración. Esta conducta da origen a la desviación positiva. El mezclado es un proceso endotérmico.

2.     
Si las moléculas A y B se atraen con mayor fuerza que entre las del mismo tipo, la presión de vapor de la solución es menor que la suma de las presiones parciales, según la ley de Raoult. Dicha conducta se le conoce como desviación negativa. El mezclado es un proceso exotérmico.

Desarrollo experimental.

 

Ley de Raoult.

Para disoluciones extremadamente diluidas, la presión parcial del disolvente en función de la composición es: (Adamson, A. y Gast, A. 1997)

La composición de una disolución ideal y el vapor saturado de la misma, son diferentes, es decir x ≠ xv, donde xv es la fracción molar del componente en la fase de vapor saturado y x es la fracción mol del mismo componente en la fase líquida. La relación de ambas composiciones es: (Adamson, A. y Gast, A. 1997)