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 UÍMICA IRECURSOS NATURALES PLANTEL 2 CIEN METROS, ELISA ACUÑA ROSSETTI UNIDAD III GASES
No hay duda de que la propuesta de las leyes de los gases a lo largo de tres siglos ha jugado un papel importante en la evolución del conocimiento científico. En lo que sigue se pretende hacer un breve acercamiento a esa evolución. Para situar el problema es preciso remontarse a 1660, fecha en que se formula la primera ley de los gases, la llamada ley de Boyle-Mariotte. Y para comprenderlo mejor conviene revisar algunos antecedentes remotos e inmediatos con respecto a esa fecha y detenerse en la trascendencia que dichas fechas tienen en el desarrollo de la Ciencia moderna.
De Boyle a Gay Lussac hay unos ciento cincuenta años de diferencia. En el transcurso de ese lapso de tiempo hay algunas aportaciones realmente importantes que, curiosamente, no hacen avanzar en el conocimiento de los gases.
Relaciones entre temperatura, presión y volumen. Un impulso importante en el estudio de los gases se concentra en unos pocos años, los que median entre el final del siglo XVIII y comienzos del XIX. Comienza con el hallazgo de la relación cuantitativa y comprobada entre el volumen de un gas y su temperatura, cuando la presión no cambia, que es sugerida a fines del siglo XVIII por el francés Jacques Charles (1746-1823) y establecida hacia 1808 tras meticulosas comprobaciones por su compatriota Joseph Gay-Lussac (1778-1850) En los términos actuales se escribiría como V/T=constante. La combinación de la ley de Boyle y la de Charles y Gay-Lussac llevan fácilmente a la relación p.V/T=constante. Una relación que, como ya se dijo, estaba ya implícita en los estudios de Bernouilli. Sin embargo, hay que esperar aún medio siglo a que esta ley adquiera carta de naturaleza en la Física.
Una segunda aportación importante tiene lugar entre 1808 y 1810 cuando el inglés John Dalton (1766-1844) no solo confirma los resultados de Gay-Lussac sino que además publica el "Nuevo sistema de filosofía química" en el que defiende la estructura atómica de la materia y vuelve a retomar el término átomo para nombrar las partes mas minúsculas de esta que deben ser indivisibles. Un año mas tarde, 1811, aparece la tercera aportación. El italiano Amadeo Avogadro (1776-1856) presenta sus hipótesis acerca de las relaciones entre esos átomos y las medidas cuantitativas de volumen y presión. Se dice que su publicación pecaba de oscurantismo, pero pese a ello, contenía ideas que iban a cambiar el pensamiento de la época. En lo que a este tema concierne y dentro de un contexto teórico coherente afirma que : "bajo las mismas condiciones de temperatura y presión, volúmenes iguales de todos los gases contienen el mismo número de partículas". Tal suposición permitiría escribir la relación p.V/T=constante de otra manera. Porque ella equivale a decir que el volumen de todos los gases, en iguales condiciones de presión y temperatura, está relacionado con el número de partículas que ese volumen contiene.
. Modelo Cinético Molecular Se postula para predecir el comportamiento de los gases. Movimiento: Las partículas de un gas se mueven de manera continua, rápida y al azar en línea recta y en todas direcciones. Partículas Pequeñas: Las partículas del gas son pequeñas y la distancia entre ellas es grande. Fuerzas despreciables: Para las partículas de los gases las fuerzas de atracción, repulsión y gravitatorias son despreciables. Las Colisiones son elásticas: Cuando las partículas del gas chocan entre sí o con las paredes del recipiente que las contiene, no hay cambios de energía; todas las colisiones (choques) son perfectamente elásticas. Igual energía Cinética: La energía cinética promedio es la misma para todos los gases a la misma temperatura. Varía de manera proporcional con latemperatura. Popiedades de los gases
Forma y volumen definidos: Un gas, al cambiar de recipiente, se expande o se comprime, de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente.
Compresibilidad: Al existir espacios intermoleculares, las moléculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen, cuando aplicamos una presión
Baja densidad: La densidad de los gases es menor que la de los sólidos y la de los líquidos
Presión uniforme: Las moléculas de gas están en continuo movimiento, chocando entre ellas y con las paredes del recipiente. Desde un punto de vista macroscópico, la presión es constante debido al enorme nº de moléculas que chocan.
Miscibilidad: Al no existir fuerza de atracción intermolecular entre sus partículas, los gases se esparcen en forma espontánea.
Ley de Charles [ Presión = constante] El volumen de una muestra dada de gas a presión constante es directamente proporcional a la temperatura. (al aumentar el volumen aumenta la temperatura)  
Ley de Gay – Lussac [ Volumen = constante] La presión de una muestra de gas a volumen constante, varía directamente proporcional con la temperatura. (al aumentar la presión, aumenta la temperatura.   Ley de Boyle [ Temperatura = constante]El volumen de una determinada masa de gas, a temperatura constante varía de manera inversamente proporcional a la presión.( al aumentar el volumen disminuye la presión y viceversa)  
CAMBIO O FENOMENO FÍSICO:
Son aquellas transformaciones de la materia en las que no se altera la composición de la materia. Se puede decir que el cambio es aparente, las propiedades físicas de las sustancias se modifican y la propiedades químicas se conservan. Por ejemplo todas las alteraciones de tamaño y volumen, los cambios de estado de agregación de la materia o disolver una sustancia en otra, o cambios de lugar y de forma en los cuerpos y los fenómenos naturales como una arcoíris, un ciclón, la lluvia y el granizo. Los cambios físicos van acompañados de variaciones pequeñas de energía.
FENOMENO QUÍMICO
Son aquellos en los cuales se transforma la composición de las sustancias, cambiando sus propiedades originales y se obtienen nuevas sustancias, con propiedades diferentes. El cambio químico siempre va acompañado de una importante variación de energía. Por ejemplo: la combustión, (quemar papel, gasolina o madera), la oxidación de los metales, la putrefacción, la fermentación, la digestión, la respiración, la electrólisis entre otros.
ACTIVIDAD A
En los siguientes hechos ocurren cambios físicos o químicos, o ambos. ¿Cuáles son de cada especie?
a) la deformación de plastilina ( ) b) el calentamiento de un pastel en el horno ( )
c) el horneado de un pastel ( ) d) la corrosión de un metal ( )
e) la preparación de un café ( ) f) La combustión del alcohol ( )
g) un golpe de raqueta ( ) i) la descomposición de cualquier ser vivo tras su
muerte ( )
LA ENERGÍA INVOLUCRADA EN LOS FENÓMENOS QUÍMICOS
Para iluminar la oscuridad, con un cerillo o un encendedor ¿Empleas una reacción química? ¡Por supuesto que sí!
Hay cambios químicos que tienen un compañero perceptible a simple vista (por ejemplo la luz de una bengala), o mediante el tacto (el calentamiento de un recipiente que contiene agua donde se disuelve un ácido concentrado), o a través del oído (el sonido de un cohete al explotar).
Todos estos cambios puedes detectarlos por medio de tus sentidos, pero ¿Qué es lo que provoca que todos los cambios químicos resulten tan evidentes? ¡ LA ENERGÍA!
La Energía que acompaña al cambio químico se muestra bajo formas diversas. Aunque en el lenguaje cotidiano hablamos de energía eléctrica, energía luminosa, energía calorífica, etc. ¡La energía es única! Algunas de las manifestaciones de la energía, que se relacionan con muchas reacciones químicas son:
Calor (Energía calorífica y su efecto en un cuerpo: Energía Térmica).
Luz (Energía luminosa o radiante).
Electricidad (Energía eléctrica).
Sonido (Energía Sonora).
La energía no es solo un compañero de las reacciones químicas, puede ser la diferencia entre que ocurran o no.
Hablando del gas doméstico que usamos para cocinar. No basta con mezclar gas butano y oxígeno del aire para iniciar la combustión. Necesitamos la Energía de un cerillo (o de un encendedor, o del piloto. El papel de la energía para iniciar la reacción es tan drástico que si se abre la llave del gas, sin prenderlo, y alguien pasa fumando ¿Se iniciará una combustión controlada o una explosión?
El inicio de una combustión controlada o una explosión depende de la energía y la forma en que se aplique.
La relación que existe entre la energía y una reacción química es, que la energía es el motor necesario para que una reacción química se efectúe. El calor puede ser un criterio para decidir si una reacción, ocurre espontáneamente o no.
REACCIÓN QUÍMICA
Las reacciones químicas son fenómenos o cambios que ocurren en la naturaleza como consecuencia de la ruptura de enlaces o de la formación de nuevos enlaces entre las especies participantes.
Ecuación Química
Es la representación gráfica cualitativa y cuantitativa de un fenómeno químico que cumple con la ley de la conservación de la materia la ecuación.
Las ecuaciones químicas tienen la siguiente estructura.
1.- Constan de dos miembros separados por una flecha que significa produce, forma o da; las substancias que están antes de la flecha se llaman reactivos y las que se encuentran después d elas flechas productos.
2.- En ambos miembros se escriben las fórmulas de las sustancias participantes separadas con signos de adición (suma).
3.- Los dos miembros de la ecuación tendrán los mismos elementos e igual número de átomos de cada uno.
4.- Se debe indicar el estado de agregación de cada una de las substancias mediante la siguiente notación:
Gas (g)
Líquido (l)
Sólido (s)
Acuoso o disuelta en agua (ac)
5.- Arriba o debajo de la flecha se pueden escribir las condiciones necesarias para que la reacción se lleve a cabo, ejemplo: temperatura, presión, calor, luz ultravioleta, etc.
6.- En algunas ecuaciones a lado derecho de alguna de las substancias de los productos se escribe una flecha hacia arriba que indica que se desprende hacia abajo se precipita
Coeficientes=número de moléculas presentes
  
      
subíndices
Subíndices =número de átomos presentes
ACTIVIDAD B.
Colocar en corcholatas metálicas: azúcar, alcohol y gasolina.
Calentar y observar anotar
SUSTANCIA
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REACTIVOS
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¿QUÉ SUCEDIO?
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FORMULA
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SUBÍNDICE
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Corcholata con azúcar
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Corcholata con alcohol
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Corcholata con gasolina
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¿Por qué se llevo a cabo la reacción?
Observaciones y conclusiones. ACTIVIDAD C. De las reacciones identifica a cual corresponde cada una.
LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MASA
Ley de Lavosier o de conservación de la masa ( publicada en 1789)
En un sistema la masa se mantiene constante, lo que implica que la masa total de reactivos es igual a la masa de los productos.
Esto parece contradecir algunas observaciones que realizamos de manera cotidiana. Por ejemplo, al encender una vela observamos que la cantidad de cera disminuye poco a poco, hasta que desaparece completamente. Parece que ahí se han llevado a cabo una serie de reacciones químicas. ¿Qué ha sucedido con la masa de la vela? ¿Ha disminuido o sólo se ha transformado en sustancias volátiles que logran desprenderse como humo?
Si dejamos a la intemperie una lámina de hierro, al cabo de mucho tiempo se observa que se ha transformado y tiene un polvo café-rojizo encima. ¿Se destruyó la lámina o simplemente reaccionó con el oxígeno del aire para convertirse en óxido de hierro? Si las reacciones que se acaban de describir se realizan en un sistema cerrado —sin permitir el intercambio de energía ni de materia con los alrededores— el sistema pesaría lo mismo antes y después de la reacción. Antoine Laurent Lavoisier realizó un sinnúmero de reacciones químicas en un sistema cerrado, pesando muy cuidadosamente antes y después de la reacción, comprobando que en una reacción química la masa se conserva.
Número de mol
Ecuación despejada
Ejercicio: Determina el peso molecular de las siguientes especies:
Cu, HNO3, Cu(NO3)2, NO2, H2O,
ACTIVIDAD D.
De las siguientes ecuaciones indica el número de moléculas o mol presentes en la ecuación.
ACTIVIDAD E.
De las siguientes ecuaciones determina la ley de la conservación de la masa propuesta por Lavoisier.
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