John Dalton (1766-1844) fue un gran estudioso de la constitución de la materia, siendo más conocido por su teoría atómica. Sin embargo, también aportó muchas otras contribuciones a la ciencia. Entre ellos se encuentra la contribución a la Química y la Física en cuanto a su Ley establecida en 1801 que relaciona las presiones parciales de gases en mezclas gaseosas.
John Dalton (1766-1844)
Que Ley de Dalton dice lo siguiente:
Genéricamente tenemos:
PAGTOTAL = P1 + P2 + P3 + ... o PAGTOTAL = ΣP
Por ejemplo, imaginemos la formación de una mezcla gaseosa de helio y oxígeno. Inicialmente, estos dos gases están en contenedores separados, cada gas tiene su propio volumen, su propia presión y su propia temperatura. Luego, se mezclan volúmenes iguales de estos gases en un solo recipiente y se mantienen a la misma temperatura.
Considerando que estos gases son ideales, no reaccionarán entre sí y la mezcla se comportará como si fuera un solo gas y la presión de cada componente será independiente de la presión. de otros. Por tanto, la presión de esta mezcla será igual a la suma de las presiones ejercidas por cada uno de sus componentes en la mezcla, es decir:
PAGTOTAL = Pél + PO2
Es importante resaltar que la presión parcial de cada gas no es la presión que ejercía antes de entrar a la mezcla, cuando estaba aislado, sino que corresponde a la presión que ejercería si estuviera solo, ocupando el volumen total de la mezcla y a la misma temperatura a la que se encuentra la mezcla, es decir, su presión dentro del Mezcla.
Aquí hay un ejemplo: El aire es una mezcla de gases que consta básicamente de un 80% de gas nitrógeno y un 20% de gas oxígeno. Imagine que un neumático está calibrado con una presión de 2.0 atm por un compresor de aire. La presión total de la mezcla dentro del neumático es de 2,0 atm. Dado que la ley de Dalton dice que la presión total es la suma de las presiones parciales de cada gas en la mezcla, podemos concluir que la La presión parcial del gas nitrógeno en esta mezcla es de 1,6 atm (80% de 2,0 atm) y la del gas oxígeno es de 0,4 atm (20% de 2,0 atm).
Si usamos la ecuación del estado del gas ideal, tenemos que la presión parcial de cada uno de estos gases es igual a:
PAGél = nélRT
V
PAGO2 = nO2RT
V
Tenga en cuenta que las presiones parciales son directamente proporcionales al número de moles (n). Por lo tanto, la presión total también es directamente proporcional a la suma del número total de moles (Σn):
PAGTOTAL = ΣNo RT
V
A través de estas relaciones, podemos determinar otra cantidad química importante: una fracción molar (X). No es más que la relación entre el número de moles de uno de los gases en la mezcla y la suma del número de moles de la mezcla. Esta fracción también corresponde a la relación entre la presión parcial del gas y la presión total de la mezcla.
Llegamos a la fracción molar dividiendo la ecuación de la presión parcial de uno de los gases por la presión total. Tomemos el gas helio como ejemplo:
_PAGél. V = Noél RT
PAGTOTAL. VΣn RT
PAGél = Noél= Xél
PAGTOTAL norte
Vea un ejemplo: Volviendo a la mezcla de nitrógeno y oxígeno presente en el aire con el que se calibró el neumático, digamos que, por cada 1 mol de aire, tenemos 0,8 mol de nitrógeno. Por lo tanto, la fracción molar de cada uno de estos gases en la mezcla viene dada por las siguientes ecuaciones:
XN2 = NoN2 XO2 = NoO2
ΣNo ΣNo
XN2 = 0,8 mol XO2 = 0,2 mol
1,0 mol 1,0 mol
XN2 = 0,8XO2 = 0,2
Esto también podría estar dado por las presiones parciales mencionadas anteriormente:
XN2 = PAGN2 XO2 = PAGO2
PAGTOTAL PAGTOTAL
XN2 = 1,6 atm XO2 = 0,4 atm
2,0 atm 2,0 atm
XN2 = 0,8XO2 = 0,2
Tenga en cuenta que dado que la fracción molar es la relación entre un valor parcial y un valor total, la suma de todas las fracciones molares en la mezcla siempre será igual a 1:
XN2 + Xo2 = 1
Un aspecto importante de las presiones parciales de los gases se ve en nuestros cuerpos. Nuestra sangre transporta oxígeno gaseoso (O2) a las células y tejidos del cuerpo y eliminan el dióxido de carbono (CO2) que se libera con la respiración. Este intercambio se ve facilitado por las diferencias en las presiones parciales entre estos gases en la sangre y en el tejidos, y siempre ocurre en la dirección de la región de mayor presión a la menor presión parcial.
Sin embargo, esta función puede verse comprometida en el caso de escaladores y buceadores que alcanzan altitudes muy bajas o muy altas, donde cambia la presión del oxígeno respiratorio. De ahí la importancia de utilizar equipos adecuados como cilindros de aire comprimido enriquecidos con oxígeno.
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Por Jennifer Fogaça
Licenciada en Química