LEY DE DALTON, PRESIONES PARCIALES DE LOS GASES
Ley de las Presiones Parciales
Introducción a la Ley de Dalton
- Se presenta el tema de la ley de las presiones parciales, utilizando ejemplos de gases ideales que no reaccionan entre sí, como oxígeno, nitrógeno y helio.
Comportamiento de los Gases Ideales
- Se menciona que los gases son generalmente diatómicos, excepto los gases nobles como el helio, que es monoatómico. La presión se genera por los choques de moléculas contra las paredes del recipiente.
Presiones Parciales en un Sistema
- Se establece un sistema donde cada gas tiene su propia presión: helio (2 atm), nitrógeno (5 atm), y oxígeno (3 atm). Cada gas actúa como si estuviera solo en el sistema.
- La presión total del sistema se define como la suma de las presiones parciales: P_total = P_oxígeno + P_nitrógeno + P_helio.
Ecuaciones Relacionadas con la Ley de Dalton
- Según Dalton, la presión total es igual a la suma de las presiones parciales. Esto depende del número de moléculas; más moléculas significan mayor presión.
- Se introduce una ecuación alternativa para calcular la presión parcial: P_parcial = fracción molar × P_total.
Ejemplo Práctico
- Se plantea un ejercicio práctico sobre una mezcla gaseosa con 15 moles de oxígeno y 8 moles de helio. La presión total es 3 atmósferas.
- Para calcular las presiones parciales, se utiliza la fracción molar: fracción molar = moles del gas / moles totales.
Cálculo de Fracciones Molares
- Se calcula la fracción molar del hidrógeno (5/28 ≈ 0.18), oxígeno (15/28 ≈ 0.54), y helio (8/28 ≈ 0.29).
Resultados Finales
- Las contribuciones porcentuales a la presión total son aproximadamente: hidrógeno (18%), oxígeno (54%), y helio (29%).
¿Cómo calcular la presión total y parcial de gases?
Introducción a la presión total en un sistema de gases
- Se establece que la presión total en un sistema con tres módulos puede ser ligeramente mayor debido a redondeos en las fracciones molares. La suma de todas las presiones dentro del sistema es igual a la presión total, que debería ser exactamente tres atmósferas si se consideran todos los decimales.
Ejercicio práctico sobre la ley de Dalton
- Se presenta un ejercicio donde en un recipiente de 10 litros hay 3 moles de nitrógeno y 5 moles de oxígeno a una temperatura de 300 K. Se busca calcular tanto la presión total como las presiones parciales de cada gas.
- Con los datos disponibles (volumen, moles y temperatura), se utiliza la ecuación de los gases ideales PV = nRT para determinar la presión total.
Cálculo detallado de la presión total
- La fórmula para calcular la presión total implica sumar las moles totales (3 + 5 = 8). Al sustituir estos valores en la ecuación, se obtiene una constante del aire equivalente a 0.082 , textatm·L/(mol·K).
- Al realizar el cálculo, se multiplica el número obtenido por el volumen (10 litros), lo que resulta en una presión total aproximada de 19.68 , textatm.
Cálculo de fracciones molares
- Conociendo ya la presión total, se procede a calcular las fracciones molares:
- Fracción molar del nitrógeno: 3/8 = 0.375.
- Fracción molar del oxígeno: 5/8 = 0.625.
- Estas fracciones indican que aproximadamente el 37.5% de la presión total corresponde al nitrógeno y el 62.5% al oxígeno.
Cálculo final de presiones parciales
- Para hallar las presiones parciales:
- Presión parcial del nitrógeno: 19.68 times 0.375 = 7.38, textatm.
- Presión parcial del oxígeno: 19.68 times 0.625 = 12.30, textatm.
- La suma de ambas presiones parciales verifica que coincide con la presión total calculada anteriormente (7.38 + 12.30 = 19.68, textatm), confirmando así la ley de Dalton sobre las presiones parciales.
Conclusión sobre leyes gaseosas
- Este ejercicio demuestra cómo aplicar correctamente las leyes gaseosas para determinar tanto presiones totales como parciales, reafirmando que en un sistema cerrado, estas sumas son equivalentes a lo observado cuando los gases están aislados individualmente dentro del mismo recipiente.