Presión parcial de gases

presión parcial, ley de presiones parciales, o Ley de Dalton fue propuesto por el científico John Dalton, que realizó varios estudios meteorológicos y relacionados con la composición del aire atmosférico. De acuerdo con él,

“presión parcial es la fuerza que las moléculas de un gas ejercen sobre las paredes de un recipiente, que es exactamente la misma que ejercería si estuviera en un mezcla de gases.”

Con base en esta conclusión, Dalton afirmó que la presión ejercida por una mezcla de gases (Presión total, Pt) en el paredes de un recipiente es igual a la suma de las presiones parciales individuales de cada uno de los gases que componen este Mezcla.

PAG_t = P_LA + P_B + P_C

En el cual,

PAG_LA = presión parcial del gas A
PAG_B = presión parcial del gas B
PAG_C = presión parcial del gas C

Por ejemplo, si tenemos una mezcla formada por gases de hidrógeno (H₂), oxígeno (O₂) y dióxido de carbono (CO₂) dentro de un recipiente, la presión de esta mezcla es el resultado de la suma de las presiones de cada uno de estos gases, por tanto:

PAG_t = P_H2 + P_O2 + P_CO2

1- Relación de la presión parcial con la presión total

Según John Dalton, la relación entre presión parcial de cierto gas (P_LA) con la presión total de la mezcla de gases es siempre igual a fracción molar (X_LA) de gas, lo que da como resultado la siguiente fórmula:

PAG_LA = X_LA
PAG_t

Es de destacar que la fracción molar de un gas viene dada por la relación entre el número de moles (nA) de este gas por el número de mole (nt) de la mezcla de gases (resultante de la suma del número molar de todos los gases que componen la mezcla).

X_LA = No_LA
No_t

Así, si sustituimos la fórmula de la fracción molar del gas en la expresión de la relación entre las presiones parciales, tenemos:

PAG_LA = No_LA
PAG_t No_t

2- Presión total de una mezcla de gases

La presión total de una mezcla de gases se puede encontrar no solo sumando las presiones parciales de los gases que la componen. Se puede calcular utilizando el ecuación de clapeyron:

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PAG_t.V_t = n_t.R.T

Esta fórmula se puede utilizar para calcular la presión total, siempre que se utilicen el volumen del recipiente (o el volumen total de gases) y el número total de moles (n)._t), ser:

R = constante de gas general
T = temperatura de la mezcla en Kelvin

Nota: Si la temperatura está en grados Celsius, cámbiela a Kelvin; para hacer esto, simplemente agregue el valor proporcionado con 273.

3- Ejemplo de aplicación de presión parcial de un gas

Ejemplo: (FEI SP) En un recipiente de 44,8 L, mantenido a 273 K, se mezclaron 4 moles de gas hidrógeno y 6 moles de gas oxígeno en CNTP. Presiones parciales de H₂ es el₂, en atmósferas, son, respectivamente:

a) 1.0 y 2.0

b) 3.0 y 4.5

c) 0.8 y 1.2

d) 1.0 y 1.5

e) 2.0 y 3.0

Datos proporcionados por el ejercicio:

Temperatura = 273 K
Volumen del sistema = 44,8 L
Número de moles de gas hidrógeno = 4 moles
Número de moles de oxígeno gaseoso = 6 moles

PAG_H2= ?

PAG_O2= ?

1^O Paso: Calcule el número total de moles

No_t = n_H2 + n_O2

No_t = 4 + 6

No_t = 10 mol

2^O Paso: Calcule la presión total (Pt) del sistema usando la ecuación de Clapeyron

PAG_t.V_t = n_t.R.T

PAG_t.44,8 = 10.0,082.273

PAG_t.44,8 = 223,86

PAG_t = 223,86
44,8

PAG_t = 4,996875 atm, luego P_t son aproximadamente 5 atm

3^O Paso: Calcule la presión parcial del gas hidrógeno.

PAG_H2 = No_H2
PAG_t No_t

PAG_H2 =  4
 5 10

PAG_H2.10 = 4.5

PAG_H2.10 = 20

PAG_H2 = 20
10

PAG_H2 = 2 atm

4^O Paso: Calcule la presión parcial del gas oxígeno.

Como solo tenemos dos gases en la mezcla y conocemos la presión de uno de ellos y la presión total, para calcular la presión parcial del oxígeno gaseoso, basta con utilizar la expresión de la presión total de la mezcla:

PAG_t = P_H2 + P_O2

5 = 2 + P_O2

PAG_O2 = 5 – 2

PAG_O2 = 3 atm

Por mí. Diogo Lopes Dias

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DÍAS, Diogo Lopes. "Presión parcial de gases"; Escuela Brasil. Disponible: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pressao-parcial-dos-gases.htm. Consultado el 27 de junio de 2021.

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