3 QUIMICA Schaum

80 CAPÍTULO 6 LA LEY DE LOS GASES IDEALES Y LA TEORÍA CINÉTICA
RELACIONES DE VOLUMEN DE GASES, A PARTIR DE ECUACIONES
Una ecuación química representa la relación entre reactivos y productos, mediante una relación numérica expresada
por los coeficientes asociados a los participantes. Los coeficientes se pueden interpretar como los indicadores de la
cantidad de moléculas o de moles de materiales que intervienen, pero también representan los volúmenes de los participantes
que son gases, suponiendo una temperatura y una presión (T y P) constantes. Un ejemplo de estas relaciones
es el siguiente:
4NH 3 (gas) + 3O 2 (gas) → 2 N 2 (gas) + 6H 2 O(gas)
4 moléculas 3 moléculas 2 moléculas 6 moléculas
4 moles 3 moles 2 moles 6 moles
4 volúmenes 3 volúmenes 2 volúmenes 6 volúmenes
4 × 22.4 L 3 × 22.4 L 2 × 22.4 L 6 × 22.4 L
4 galones 3 galones 2 galones 6 galones
4 pies 3 3 pies 3 2 pies 3 6 pies 3
La interpretación de las relaciones entre el agua y las demás sustancias sólo es válida si el agua también es un gas
(vapor) en las condiciones de temperatura y presión especificadas. En condiciones normales, el agua se condensaría
para formar un líquido (o podría ser sólido) y su volumen sería muy pequeño en comparación con su volumen en
estado gaseoso, y se podría ignorar. De este modo, en condiciones normales, con el agua líquida o sólida, los 7 volúmenes
de reactivos sólo generarían 2 volúmenes de productos (el volumen del agua se podría ignorar).
ESTEQUIOMETRÍA DE GASES CON MASAS
Hay circunstancias en las que el peso es un factor importante (ejemplo 3), pero en los cálculos con gases pueden estar
en función de los volúmenes de los gases implicados. La conversión del volumen de un gas a su masa se hace por medio
de la cantidad de moles. Los métodos que se usan para llegar a las soluciones de estos problemas son como los del
capítulo 4, excepto que la cantidad de moles convertidas en masa (g, lb, etc.) debe determinarse a partir del volumen,
la temperatura y la presión de los gases.
EJEMPLO 3
de litio.
El dióxido de carbono se puede eliminar del aire recirculado en una nave espacial, haciéndolo pasar por hidróxido
2LiOH(s) + CO 2 (g) → Li 2 CO 3 (s) + H 2 O(g)
Calcule la cantidad de gramos de LiOH consumidos en la reacción anterior cuando se hacen pasar por LiOH 100 L de aire que
contienen 1.20% de CO 2 a 29°C y 776 torr.
Es importante observar que los cálculos se vinculan con las ecuaciones escritas y balanceadas en forma correcta. La ecuación
establece las relaciones entre los participantes que se necesitan para llegar a la solución.
n CO2 =
776 torr
(0.0120)(100 L)
760 torr/atm
0.0821 L atm
0.0494 mol de CO 2
mol K (302 K)
n LiOH = 2(n CO2 ) = 2(0.0494 mol) = 0.0988 mol de LiOH
Masa de LiOH = (0.0988 mol LiOH)
23.9 g LiOH
mol LiOH
= 2.36g de LiOH
HIPÓTESIS BÁSICAS DE LA TEORÍA CINÉTICA DE LOS GASES
Es posible deducir la ley de los gases ideales a partir de principios teóricos, estableciendo algunas hipótesis acerca de
la naturaleza de los gases y el significado de la temperatura. La deducción se puede encontrar en cualquier libro de
fisicoquímica.