Gases ideales, molaridad y dilución
4.º de ESORuta de edumaterial
Qué vas a aprender
- Interpretar presión, volumen y temperatura de un gas mediante el modelo de partículas.
- Aplicar PV = nRT con unidades compatibles y temperatura absoluta.
- Calcular molaridad y resolver una dilución conservando los moles de soluto.
Antes de empezar
- Distinguir masa, volumen y cantidad de sustancia.
- Despejar ecuaciones sencillas.
- Cambiar mililitros a litros.
Un gas ocupa todo el recipiente
Las partículas de un gas están muy separadas y se mueven en todas direcciones. La presión aparece por sus choques con las paredes.
Comprimir el mismo gas reduce el espacio disponible sin crear partículas: aumentan los choques por unidad de superficie y tiempo si las demás condiciones se mantienen.
Modelo de gas ideal
- PV = nRT
- El modelo ideal relaciona presión P, volumen V, cantidad n y temperatura absoluta T. Aproxima muchos gases a baja presión y temperatura suficientemente alejada de la condensación; no afirma que las partículas reales carezcan siempre de tamaño o interacción.
Resolver con la ecuación de estado
- Anota qué variable se busca y convierte la temperatura: T(K) = t(°C) + 273,15.
- Elige unidades compatibles con R; por ejemplo, R = 0,082057 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹.
- Sustituye con unidades, despeja y comprueba el orden de magnitud.
- Expresa las condiciones porque un volumen gaseoso no determina por sí solo los moles.
Molaridad
- c = nsoluto/Vdisolución
- La concentración molar se expresa en mol/L. El denominador es el volumen final de la disolución, no el volumen de disolvente añadido ni la masa del soluto.
Diluir sin perder soluto
- Calcula los moles iniciales como c₁V₁.
- Al añadir solo disolvente, esos moles se conservan.
- Iguala c₁V₁ = c₂V₂ con los dos volúmenes en la misma unidad.
- Comprueba que la concentración final sea menor si el volumen aumenta.
Presión de una muestra ideal
Hay 0,50 mol de gas a 300 K en 12,3 L.
- P = nRT/V.
- P = 0,50 × 0,082057 × 300 / 12,3.
- Las unidades compatibles dejan atmósferas.
P ≈ 1,00 atm.
Celsius no entra en PV = nRT
Sustituir 25 como temperatura en la ecuación.
Usar 298,15 K para 25 °C.
La proporcionalidad termodinámica parte del cero absoluto. Usar Celsius puede producir resultados sin sentido y romper las relaciones entre estados.
Compruébalo ahora
Calcula la presión de 0,25 mol de gas ideal a 300 K en 12,3 L usando R = 0,0820 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹.
Ver solución explicada
Respuesta: 0,50 atm.
P = nRT/V = 0,25 × 0,0820 × 300 / 12,3 = 0,50 atm.
Se disuelven 0,20 mol de soluto hasta obtener 0,50 L de disolución. Calcula su molaridad.
Ver solución explicada
Respuesta: 0,40 mol/L.
c = n/V = 0,20 mol / 0,50 L = 0,40 mol/L.
Se toman 100 mL de una disolución 0,50 mol/L y se diluyen hasta 250 mL. ¿Cuál es la concentración final?
Ver solución explicada
Respuesta: 0,20 mol/L.
c₁V₁ = c₂V₂: c₂ = 0,50 × 100 / 250 = 0,20 mol/L. Usar ambas medidas en mL es válido porque se cancelan.
Alineación curricular y fuentes
- Física y Química · cuarto curso · bloque B: comportamiento de gases, ecuación de los gases ideales y formas de expresar la concentración de disoluciones. · Real Decreto 217/2022, currículo básico de ESO
Cuando lo tengas claro
Practicar esto: Cálculos con volúmenes de gas y con disolucionesEl mol, la masa molar y el número de partículasEstequiometría, tipos de reacción y teoría de colisiones