¿Qué es un gas real en química orgánica? - Qué son, características y fórmulas

La química es una disciplina, que se encarga de la investigación de la materia. Y el gas es una sustancia de poca densidad. No tiene volumen ni formato particular y se adapta al contenedor donde se preserve. Está compuesto por átomos que por medio de fuerzas entre moléculas interactúan y abarcan un volumen delimitado. Pueden ser gases verdaderos o abstractos.

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Definición y concepto de qué es un gas real

Conocido también como gas no ideal. Se considera verídico cuando se somete a presiones altas y temperatura mínima. Efectúa una acción termodinámica y presenta cambios que se relacionan con el comportamiento de un gas ideal. Esta variación de actividad se debe en principio a las interacciones entre las partículas.

Cada Molécula tiene una variedad. Se puede presentar como diatómicas (oxígeno o nitrógeno), monoatómicas (el helio o el neón) o gases más pesados (dióxido de carbono, metano y amoníaco). Es imposible su compresión en forma indefinida debido a que su capacidad de densificación es relativa con la presión y temperatura.

Se encuentra en la naturaleza con variedad de estructuras químicas y no demuestra una conducta idealizada. Para comprender a detalle el concepto, tenemos que los elementos líquidos o sólidos pueden convertirse en gaseoso por medio de procesos diferentes.

Este cambio implica un reordenamiento en las particularidades físicas de los cuerpos, como en el caso de su estado de incorporación. Sin embargo, sus propiedades no varían, debido a que las sustancias mantienen la misma forma, lo que quiere decir que no suceden fracturas de los enlaces químicos y tampoco se crean nuevos cuerpos. Se clasifican de acuerdo a sus propiedades químicas naturales:

• Combustibles o inflamables: son los que pueden generar reacciones explosivas en presencia del oxígeno u oxidantes.
• Corrosivos: los que al entrar en contacto con otros elementos, los exponen a cambios relacionados con la disminución severa causando daños.
• Comburentes: permiten sostener una llama o una actividad inflamable, debido a que estimulan la combustión en otros elementos.
• Tóxicos: Representan un riesgo para los individuos porque perjudican la salud, debido a las partículas que entran en el cuerpo de los seres vivos.
• Inertes: Presentan actividad reactiva nula o poca, con excepciones en determinadas situaciones.

¿Cuáles son las características de un gas real?

Las características de una gas real pueden ser:

• Tiene una actitud termodinámica.
• Procede de forma cualitativa.
• Se presenta porque existe energía elevada y temperatura baja.
• Entre las partículas se desarrolla potencia de atracción o de rechazo.
• Está en la naturaleza.
• No sostiene un crecimiento infinito.
• Las moléculas no tienen volumen.

¿Cómo es el comportamiento de los gases reales?

Para conocer su actuación se realizan ecuaciones de estado. Este tipo de gas debe ser utilizado cercano al lugar de reducción de los gases y próximo a los puntos críticos. Se trata de procedimientos que analizan tres propiedades del gas: presión, cuerpo y temperatura. Además de la cantidad de sustancia y densidad.

• Volumen: es el espacio que ocupa. Su unidad para evaluarlo en el Sistema Internacional de unidades es el metro cúbico (m3), sin embargo, también se puede usar el litro (L) y mililitro (mL). El tamaño de estos depende del contenedor, ya que se adaptan a su forma.
• Presión: intensidad que se implementa en un ambiente puntual. Particularmente, en los gases, la actividad corresponde a la potencia ejercida en cada una de las partículas de gas en un ambiente. Su unidad en el S.I es el pascal (Pa), pero se usan con regularidad los escenarios ambientales. Así mismo, se plantea el concepto de presión atmosférica, que es la fuerza ejercida en el entorno sobre los seres humanos, o en otras palabras la masa de aire que está rodeando a los individuos y su unidad es atm.
• Temperatura: Es la cantidad de energía cinética que poseen las partículas de un cuerpo. Esto hace que a mayor presión, más existe. La unidad de medida normalizada en el S.I es el Kelvin (K), pero podemos encontrar que se emplean los grados Celsius (°C) y Fahrenheit (°F).
• Sustancia: Es el componente primordial de los cuerpos, sensible a sufrir cambios en las formas que la caracterizan por propiedades físicas o químicas, que reacciona por medio de los sentidos.
• Densidad: es de uso común en los estudios que llevan a cabo estas ciencias. Es una magnitud escalar que hace referencia a la dimensión de masa que se encuentra en un cuerpo marcado por unidad de volumen.

¿Cuál es la fórmula de los gases ideales?

La ecuación que representa el estado de este tipo de gas se refleja a través de la Ley de los gases ideales. Lo integran partículas que no poseen atracción ni repulsión entre ellas. Los que más se aproximan a su comportamiento son los monoatómicos en circunstancias de presión baja y temperatura alta.

Esta ecuación es una fórmula matemática que detalla el comportamiento del gas, utilizando variables como el volumen, la presión y la temperatura. Es de destacar que este vapor puede acercarse al cumplimiento de la Ley (PV = nRT) pero con condiciones detalladas, produciendo la necesidad de cambiar algunas variables en la ley.

Científicos e investigadores contribuyeron con sus aportes a modificar y adaptar esta ecuación, dando como resultado una combinación de las leyes de Boyle-Mariotte, Charles y Gay Lussac con la ley de Avogadro. Se plantea que si varias sustancias gaseosas están inmersas en volúmenes iguales y sometidas a presión y temperatura en proporciones parejas, poseen la misma cantidad de partículas. De esta manera la ecuación de estado del gas ideal es:

PV = nRT

En la que n es el número de moles del gas y R es la constante de emanación igual a J/Kmol.

¿Qué diferencia hay entre el gas ideal y el gas real?

Esto es lo que distingue a un gas ideal:

• Se adapta a la ley.
• Las partículas son puntuales y no ocupan espacio.
• Bajo ninguna condición existe la interacción intermolecular.
• No procede su licuado.
• El tamaño de sus partículas es diminuto.

Sin embargo, un gas real se diferencia por:

• Se adapta a la ley de los gases ideales solo cuando se trata de temperaturas altas y presiones bajas.
• Las partículas ocupan espacio y tienen volumen.
• Las fuerzas entre las moléculas están presentes.
• Procede su licuado.
• El tamaño de sus partículas no disminuye en condiciones de baja temperatura y alta presión.

Ejemplos de un gas real en química y termodinámica

Como ejemplo de los reales se pueden nombrar un conjunto de ellos cuyo tratamiento se aproxima al de los ideales, porque tienen características con ciertas similitudes, siempre y cuando las condiciones de presión y temperatura sean las normales. A saber son:

• Nitrógeno (N2).
• Oxígeno (O2).
• Radón (Rn).
• Neón (Ne).
• Dióxido de carbono (CO2).
• Kriptón (Kr).
• Hidrógeno (H2).
• Helio (He).
• Xenón (Xe).

Es de recordar que los gases reales son los que tienen un comportamiento termodinámico y eso lleva a que no se siga la misma ecuación de estado que los ideales. En alta presión y baja temperatura, es necesario que los gases se consideren como verdaderos, pues es allí cuando aumentan las interacciones de sus partículas.

La diferencia primordial y resaltante entre los gases ideal y real es que este último no se puede comprimir todo el tiempo, debido a que su capacidad de compresión se mide de acuerdo a los niveles de presión y temperatura.

Ahora bien, a continuación se presentan algunos ejemplos relacionados con los gases reales:

• Amoníaco (NH3).
• Propano (CH3CH2CH3).
• Etano (CH3CH3).
• Butano (CH3CH2CH2CH3).
• Eteno (CH2CH2).
• Metano (CH4).

En la cotidianidad de los individuos el gas se puede utilizar de manera común en los hogares. Cuando se calienta una olla a presión, el gas en su interior aumenta la fuerza. En la medicina el oxígeno y óxido nitroso se utilizan por el ser humano. Los gases se encuentran en todas partes.

Desde la masa denominada atmósfera que se respira como aire, pasando por la emanación generada dentro del intestino del ser vivo, hasta los gases inflamables utilizados en las cocinas y hornos. En conclusión, se observa que son la forma más etérea en la naturaleza y común en la vida diaria de los individuos. Es importante saber bien sobre este tema para que no tengas ningún problema en tu próxima diapositiva.