Ley de los Gases Ideales

La ley de los gases ideales. Es la ecuación de estado del gas ideal, un gas hipotético formado por partículas puntuales sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son perfectamente elásticos (conservación de momento y energía cinética).

Los gases ideales poseen las siguientes propiedades:

• Las moléculas del gas se mueven a grandes velocidades de forma lineal pero desordenada
• La velocidad de las moléculas del gas es proporcional a su temperatura absoluta
• Las moléculas del gas ejercen presión sostenida sobre las paredes del recipiente que lo contiene
• Los choques entre las moléculas del gas son elásticas por lo que no pierden energía cinética
• La atracción / repulsión entre las moléculas del gas es despreciable

Para estos gases ideales se cumple la siguiente ley:

P · V = n · R · T 

Donde P es la presión (en atmósferas), V el volumen (en litros), n son los moles del gas, R la constante universal de los gases ideales (0,0821 l·atm·K^-1·mol^-1) y T la temperatura absoluta (en grados Kelvin).

Ejercicios Resuelto de la Ley de los Gases Ideales:

• Ejercicio 1: calcular el volumen de 6,4 moles de un gas a 210ºC sometido a 3 atmósferas de presión. Solución:

• • Estamos relacionando moles de gas, presión, temperatura y volumen por lo que debemos emplear la ecuación P · V = n · R · T
  • Pasamos la temperatura a Kelvin: 210ºC = (210 + 273) ºK = 483ºK
  • V = n · R · T / P = 6,4 moles · 0,0821 · 483ºK / 3 atm. = 84,56 litros

• Ejercicio 2: calcular el número de moles de un gas que tiene un volumen de 350 ml a 2,3 atmósferas de presión y 100ºC. Solución:

• • Estamos relacionando moles de gas, presión, temperatura y volumen por lo que debemos emplear la ecuación P · V = n · R · T
  • Pasamos la temperatura a Kelvin: 100ºC = (100+ 273) ºK = 373ºK
  • n = (P · V) / (R · T) = (2,3 atm. · 0,35 l.) / (0,0821 · 373ºK) = 0,0263 moles

Leyes de los Gases: 

• Ley de Avogadro:  V₁ / n₁ = V₂ / n₂

• Ley de  Boyle:  P₁ · V₁ = P₂ · V₂

• Ley de Gay – Lussac:  P₁ / T₁ = P₂ / T₂

• Ley de Charles: V₁ / T₁ = V₂ / T₂

• Ley de los Gases Ideales: P · V = n · R · T

• Ley  General de los Gases: P₁·V₁ / T₁ = P₂·V₂ / T₂

• Ley de  Graham: v₁ / v₂ = (M₂ / M₁)^-1/2

• Ley de  Dalton: P_Total = p₁+p₂+…+p_n

• Ley de  Henry: p = k_H · c