Densidad de gases ideales.

La densidad (δ) es la masa de una sustancia dividida entre su volumen:

donde:

δ= densidad

m= masa

V= volumen

Densidad de gases ideales.

Cálculos de densidad.

Si se reacomoda la ecuación del gas ideal, se puede calcular la densidad de un gas.

El número de moles del gas, n, está dado por:

donde m es la masa en gramos y M es la masa molar. Por tanto:

Dado que la densidad, δ, es la masa por unidad de volumen, se puede escribir:

A diferencia de las moléculas de la materia condensada (es decir, líquidos y sólidos), las moléculas gaseosas están separadas por distancias que son grandes en comparación con su tamaño. En consecuencia, la densidad de los gases es muy bajas en condiciones atmosféricas normales. Por ello, la densidad de los gases se expresa comúnmente en gramos por litro (g/L) en lugar de gramos por mililitro (g/mL)

Problema: Calcule la densidad del amoníaco (NH₃) en gramos por litros (g/L) a 752 mmHg y 55°C.

Resolución:

Para convertir la presión a atm, se escribe:

Usando la ecuación y T= (273+55)K= 328K, se tiene:

 

 

δ= 0,626 g/L

Nota: la densidad del gas expresada en g/mL sería: 0,000626, un valor muy pequeño.

Moléculas.

Una molécula es una asociación de átomos, eléctricamente neutra, que forma una estructura estable.

Unidad de masa atómica (UMA)

u= UMA

Masa atómica promedio.

Se da en UMA.

Cálculo de la masa atómica promedio.

Fórmula.

 

Ejemplo:

 

Mol: cantidad de materia que contiene el mismo número de partículas que hay en 12 g de ¹³C

Número de Avogadro:
 

  unidades/mol (Constante de Avogadro)

1 mol------ 6,02.10²³  partículas

1 mol------ 6,02.10²³  átomos

1 mol------ 6,02.10²³  moléculas

Masa de 1 mol de moléculas= masa de  6,02.10²³ moléculas.

Masa de 1 mol de moléculas= masa molecular molar= M (gr)

Masa de 1 mol de átomos= masa de 6,02.10²³ átomos= A (gr)

Ar (masa atómica relativa) es el número que nos indica cuantas veces es mayor el átomo respecto al ¹³C; por eso no lleva unidades.

Unidades:

Moles: gr.

Moléculas: u.

Átomos: u.

Átomos. Estructura del átomo. Isótopos. Iones.

Átomo: es una partícula, la más pequeña, tiene características propias y es por naturaleza neutro. Se representa por símbolos.

 

Número másico (A)= n° protones + n° neutrones

Los átomos básicamente están formados por protones y neutrones que se encuentran distribuidos en el núcleo, y por electrones, los cuales se encuentran distribuidos en orbitales alrededor del núcleo.

Los protones, neutrones y electrones son las partículas atómicas fundamentales. Estas partículas poseen carga y masa.

	Carga	Masa relativa  (u)	Masa (g)
Protones	+	aprox 1
Neutrones	0	aprox 1
Electrones	-	1/1840

La masa del electrón es despreciable. Una masa es despreciable con respecto a otra cuando la primera es más de 100 veces menor que la otra.

El tamaño del núcleo es muy pequeño respecto del átomo. Los orbitales ocupan 100.000 veces más espacio que el núcleo.

Representación del átomo.

Se representan mediante símbolos, indicando el número de protones (n° atómico=Z) que se escribe en el lado inferior izquierdo del elemento y el número atómico (A=suma de protones y neutrones) ubicado en el lado superior izquierdo y determina el peso del elemento.

Ejemplos:

 

Isótopos.

Los isótopos son elementos iguales, con distinto número másico, esto es provocado porque los isótopos tienen distinto número de neutrones, provocando la diferencia en el número másico (A). El número de protones es el mismo, por lo tanto la identidad del átomo se mantiene.

Ejemplo:

 Ion.

Los iones son átomos con carga eléctrica. Pueden ser cationes, si su carga eléctrica es positiva, o pueden ser aniones, si su carga eléctrica es negativa.

El elemento no cambia, porque no se modifica el número de protones. El núcleo es inalterable, sólo se modifica mediante radioactividad, pero si esto sucede, cambia el elemento.

En los iones lo que cambia es el número de electrones.

Ion bromuro:

Ion calcio (ion divalente o dipositivo):