Leyes básicas de la Química

Leyes de los gases

El comportamiento de un gas queda determinado por cuatro magnitudes: la presión que ejerce, P, el volumen que ocupa, V, la temperatura a la que se encuentra, medida en kelvin, T, y la cantidad de gas, medida en moles, n.

Experimentalmente se descubrieron tres leyes de los gases:

1	Ley de Boyle y Mariotte. La presión que ejerce un gas y el volumen que ocupan son inversamente proporcionales.
2	Primera ley de Charles y Gay-Lussac. La presión que ejerce un gas y la temperatura a la que se encuentra son directamente proporcionales.
3	Segunda ley de Charles y Gay-Lussac. La presión que ejerce un gas y la temperatura a la que se encuentra son directamente proporcionales.

Estas tres leyes experimentales se pueden reducir a una única ecuación:

En lugar de relacionar la presión, volumen y temperatura en dos estados del gas, se pueden relacionar la presión, el volumen, la temperatura y la cantidad de gas:

Donde R es la constante de los gases, que vale 0.082

Leyes de las transformaciones químicas

Durante siglos, el estudio de la química, inicialmente alquimia, se decantó por los cambios en las sustancias. En el siglo XVIII comenzó el estudio cuantitativo de las transformaciones químicas, llegando a enunciarse varias leyes, las leyes ponderales:

Ley de Lavoisier o de conservación de la masa. En toda reacción química la masa de los reactivos que intervienen es igual a la masa de los productos que aparecen.
Ley de Proust o de las proporciones definidas. Toda sustancia está formada por elementos que están presentes siempre en la misma proporción.
Ley de Ritcher o de los equivalentes. En toda reacción química, los reactivos que intervienen lo hacen en una proporción fija, equivalente a equivalente.
Ley de Dalton o de las proporciones múltiples. Cuando dos elementos forman varios compuestos, con una cantidad fija de uno de ellos se combinan cantidades variables del segundo que guardan entre sí una proporción de números naturales sencillos.

La masa equivalente se define como la cantidad de sustancia que reacciona con 8g de oxígeno.

Disoluciones

Las disoluciones son mezclas homogéneas de dos o más sustancias. La que se encuentra en mayor proporción recibe el nombre de disolvente, normalmente agua, mientras que las restantes se llaman soluto.

Además de indicar el disolvente y los solutos, es preciso indicar la proporción en la que están presentes: la concentración. Existen varias formas de medir la concentración de una disolución:

Medidas físicas	Masa en volumen	Tanto por ciento en volumen (%v)Masa de soluto, en gramos, que hay en 100 ml de disolución
		Gramos por litro (g/l). Masa de soluto, en gramos, en un litro de disolución

	Masa en masa	Tanto por ciento en peso (%p). Masa de soluto, en gramos, que hay en 100 g de disolución.

Medidas químicas	Masa en volumen	Molaridad (M). Moles de soluto por cada litro de disolución
		Normalidad (N). Equivalentes de soluto por litro de disolución.

	Masa en masa	Molalidad (m). Moles de soluto por kilogramo de disolvente.
		Fracción molar (x) Moles de soluto por moles totales de disolución.

Las medidas de masa en volumen son las más empleadas por su facilidad de cálculo, pero puesto que el volumen cambia con la temperatura, también lo harán estas unidades.

El paso de medidas químicas a medidas físicas necesita el conocimiento de las fórmulas moleculares. El paso de las medidas de masa en volumen a las de masa en masa, además, precisa conocer la densidad de la disolución.