Leyes de los Gases y la KMT
Las leyes de los gases que hemos visto hasta este punto, así como la ecuación del gas ideal, son empíricas y macroscópicas por naturaleza, es decir, han sido derivadas de observaciones experimentales. Las formas matemáticas de estas leyes describen de cerca el comportamiento macroscópico de la mayoría de los gases a presiones menores de aproximadamente 1 o 2 atm. Aunque las leyes de los gases describen relaciones que han sido verificadas por muchos experimentos, no nos dicen por qué los gases siguen estas relaciones.
La teoría cinético-molecular (KMT) es un modelo microscópico simple que explica eficazmente las leyes de los gases descritas en los módulos anteriores de este capítulo. Esta teoría se basa en los siguientes cinco postulados descritos a continuación:
Los gases están compuestos por moléculas que están en movimiento continuo, viajando en líneas rectas y cambiando de dirección solo cuando chocan con otras moléculas o con las paredes de un recipiente.
Las moléculas que componen el gas son insignificantes en comparación con las distancias entre ellas.
La presión ejercida por un gas en un recipiente resulta de las colisiones entre las moléculas de gas y las paredes del recipiente.
Las moléculas de gas no ejercen fuerzas atractivas o repulsivas entre sí ni sobre las paredes del recipiente; por lo tanto, sus colisiones son elásticas (no implican una pérdida de energía).
La energía cinética promedio de las moléculas de gas es proporcional a la temperatura en kelvins del gas.
Los gases cuyo comportamiento se alinea con los cinco postulados anteriores se llaman gases ideales. Al aplicar estos principios a los gases, es posible demostrar que las propiedades de los gases a nivel macroscópico son el resultado directo del comportamiento de las moléculas a nivel microscópico.
La prueba de la KMT y sus postulados es su capacidad para explicar y describir el comportamiento de un gas. Las diversas leyes de los gases pueden derivarse de las suposiciones de la KMT, lo que ha llevado a los químicos a creer que las suposiciones de la teoría representan con precisión las propiedades de las moléculas de gas. Primero examinaremos las leyes de los gases individuales (las leyes de Boyle, Charles, Amonton, Avogadro y Dalton) conceptualmente para ver cómo la KMT las explica.