Es denominada también ecuación de estado de los gases ideales, porque nos permite establecer una relación de funciones de estado, que definen un estado particular de una cierta cantidad de gas (n)
PV = nRT
Donde:
- R = constante universal de gases
- V = volumen de gas en litros (L)
- T = temperatura del gas, debe medirse en escala Kelvin (K)
- P = presion absoluta del gas
A continuación señalamos los principales valores de la constante universal de gases (R) que se utilizan al aplicar la ecuación universal. Solo dependen de las unidades de presión que se deben emplear.
Valores de R , si la presión se expresa en:
- Atmósfera → R = 0.082 atm L / K mol
- Kilopascal → R = 8.3 KPa L / K mol
- mmHg ó Torr → R = 62.4 mmHg L / K mol
Veamos las otras formas de expresar la ecuación universal:
donde:
- m = masa del gas en gramos (gr)
- M = masa molar del gas, expresado en g/mol
En función de la densidad (D = m / V) tenemos:
PM = DRT
Esta última expresión nos indica que la densidad del gas es inversamente proporcional a la temperatura y directamente proporcional a la presión. Si aumentamos la presión, el volumen disminuye, por lo que la densidad aumenta; si aumentamos la temperatura el volumen aumenta, por lo tanto la densidad disminuye.
Volumen Molar:
Es el volumen que ocupa 1 mol-g de un gas a una determinada presión y temperatura. Su valor no depende de la naturaleza del gas, es decir que si se tiene el valor de la presión y temperatura se conoce el volumen molar.
De la ecuación universal tenemos: PV = nRT
Si n = 1 mol → V = Vm
Por lo tanto la ecuación universal quedaría:
Ejemplo:
Hallar el volumen molar de helio (P.A. = 4) a 8,2 atm y 127°C
Solución:
Como ya mencionamos, el volumen molar solo depende de la presión y temperatura.
P = 8.2 atm
T = 127°C + 273 = 400°K
R = 0.082 atm L / K mol
Aplicando la fórmula:
Vm = 0.082 x 400 / 8.2
Vm = 4 L /mol
Volumen Molar a Condiciones Normales (C.N.) de Presión y Temperatura:
En condiciones normales el sistema gaseoso presenta una presión y temperatura definida:
- P = 1 atm = 760 mmHg
- T = 0°C = 273°K
Entonces el volumen molar (Vm) será un valor constante, independiente del tipo o naturaleza del gas.
Vm = RT / P = 0.082 x 273 / 1
Vm = 22.4 L / mol