Estados de la materia

La materia se presenta en tres estados o formas de agregación: sólido, líquido y gaseoso. Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es el caso del agua. La mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto. Así, los metales o las sustancias que constituyen los minerales se encuentran en estado sólido y el oxígeno o el CO2 en estado gaseoso: Los sólidos: Tienen forma y volumen constantes. Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras. Los líquidos: No tienen forma fija pero sí volumen. La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos. Los gases: No tienen forma ni volumen fijos. En ellos es muy característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de tempera

ESTADO GASEOSO

Los sólidos se caracterizan por tener forma y volumen constantes. Esto se debe a que las partículas que los forman están unidas por unas fuerzas de atracción grandes de modo que ocupan posiciones casi fijas.
En el estado sólido las partículas solamente pueden moverse vibrando u oscilando alrededor de posiciones fijas, pero no pueden moverse trasladándose libremente a lo largo del sólido.
Las partículas en el estado sólido propiamente dicho, se disponen de forma ordenada, con una regularidad espacial geométrica, que da lugar a diversas estructuras cristalinas.
Al aumentar la temperatura aumenta la vibración de las partículas.

ESTADO LÍQUIDO

Los líquidos, al igual que los sólidos, tienen volumen constante. En los líquidos las partículas están unidas por unas fuerzas de atracción menores que en los sólidos, por esta razón las partículas de un líquido pueden trasladarse con libertad. El número de partículas por unidad de volumen es muy alto, por ello son muy frecuentes las colisiones y fricciones entre ellas.
Así se explica que los líquidos no tengan forma fija y adopten la forma del recipiente que los contiene. También se explican propiedades como la fluidez o la viscosidad.
En los líquidos el movimiento es desordenado, pero existen asociaciones de varias partículas que, como si fueran una, se mueven al unísono. Al aumentar la temperatura aumenta la movilidad de las partículas (su energía).

ESTADO GASEOSO

Los gases, igual que los líquidos, no tienen forma fija pero, a diferencia de éstos, su volumen tampoco es fijo. También son fluidos, como los líquidos.
En los gases, las fuerzas que mantienen unidas las partículas son muy pequeñas. En un gas el número de partículas por unidad de volumen es también muy pequeño.
Las partículas se mueven de forma desordenada, con choques entre ellas y con las paredes del recipiente que los contiene. Esto explica las propiedades de expansibilidad y compresibilidad que presentan los gases: sus partículas se mueven libremente, de modo que ocupan todo el espacio disponible. La compresibilidad tiene un límite, si se reduce mucho el volumen en que se encuentra confinado un gas éste pasará a estado líquido.
Al aumentar la temperatura las partículas se mueven más deprisa y chocan con más energía contra las paredes del recipiente, por lo que aumenta la presión

TEORIA CINETICA

Los principios fundamentales de la teoría cinética son los siguientes:^[]

• El número de moléculas es grande y la separación media entre ellas es grande comparada con sus dimensiones. Por lo tanto ocupan un volumen despreciable en comparación con el volumen del envase y se consideran masas puntuales.
• Las moléculas obedecen las leyes de Newton, pero individualmente se mueven en forma aleatoria, con diferentes velocidades cada una, pero con una velocidad promedio que no cambia con el tiempo.
• Las moléculas realizan choques elásticos entre sí, por lo tanto se conserva tanto el momento lineal como la energía cinética de las moléculas.
• Las fuerzas entre moléculas son despreciables, excepto durante el choque. Se considera que las fuerzas eléctricas o nucleares entre las moléculas son de corto alcance, por lo tanto solo se consideran las fuerzas impulsivas que surgen durante el choque.
• El gas es considerado puro, es decir todas las moléculas son idénticas.
• El gas se encuentra en equilibrio térmico con las paredes del envase.

Estos postulados describen el comportamiento de un gas ideal. Los gases reales se aproximan a este comportamiento ideal en condiciones de baja densidad y temperatura.

LEY DE BOYLE

De los tres estados de agregación solo el estado gaseoso permite una descripción cuantitativa relativamente sencilla con propiedades tales como masa, presión, volumen y temperatura. Suponiendo que el sistema está en equilibrio de modo que los valores de las propiedades no cambian con el tiempo hasta que no se alteren los factores externos que actúan sobre él.

Un sistema se encuentra en un estado o condición definido cuando todas sus propiedades tienen en valores definidos determinados por el estado del sistema.

La  ecuación del estado del sistema es la relación matemática que existe entre los valores de esas cuatro propiedades.

En 1662 Robert Boyle realizo las primeras medidas cuantitativas del comportamiento de los gases en relación con la presión y el volumen.

Sus resultados indicaron que el volumen es inversamente proporcional a la presión

V=C/P

Esta solo se aplica a una masa fija de gas a temperatura constante.

Charles demostró que la constante C es una función de la temperatura

GAY LUSSAC

Hizo medidas de un volumen de una masa fija de gas bajo presión constante y encontró que el volumen era una función lineal de la temperatura

MASA MOLAR DE UN GAS LEY DE AVOGADRO: LEY DEL GAS IDEAL

Hasta ahora hemos obtenido dos relaciones entre las cuatro variables

La ecuación  PV=nRT, ley del gas ideal es muy importante en el estudio de los gases, no envuelve aspectos característicos de un fas en particular, sino que es una generalización aplicable a todos los gases.

La ley de Avogadro dice que volúmenes iguales de gases diferentes contienen igual número de moléculas en las mismas condiciones de temperatura y presión es decir contienen la misma cantidad de sustancia.

Según la ley de Avogadro estas masas características deben contener el ismo numero de moléculas NA=6.022X10²³ entonces la cantidad de sustancia en la masa característica es un mol.

LEY DE DALTON
la ley de las presiones parciales de Dalton, la cual establece que a cualquier temperatura especifica la presion total ejercida por una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de los gases contituyentes.  se dice que el primer gas ejerce una presion parcial p1 el segundo una presion parcial p2 y asi sucesivamente la formula para calcular la presion parcial es
p1=n1RT/V

Referencias
FISICOQUIMICA, SEGUNDA EDICION, GILBERT W. CASTELLAN/ UNIVERSITY OF MARYLAND.
VERSION EN ESPAÑOL DE: MARIA EUGENIA COSTAS BASIN Y CARLOS AMADOR BEDOLLA, UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO