Ley de Dalton: Presiones Parciales

¿Alguna vez te has preguntado cómo calcular la presión que ejerce cada gas en una mezcla? La Ley de Dalton nos da la respuesta. Esta ley establece que la presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de cada gas.

En este ejemplo, tenemos una mezcla con 12 moles de oxígeno (O₂) y 48 moles de helio (He) en un recipiente de 4 L a 300 K. La presión total (Pt) es 36 atm. Para calcular la presión parcial del oxígeno, usamos la fórmula:

P = (n × R × T) / V

Donde la presión parcial del oxígeno (PO₂) = $12 mol × 0,0821 atm·L/mol·K × 300 K$ / 4 L = 7,2 atm

💡 Recuerda: Siempre puedes verificar tus cálculos - la suma de las presiones parciales debe ser igual a la presión total de la mezcla.

Fracciones Molares y Presiones

Continuando con nuestro ejemplo, calculemos ahora la presión parcial del helio:

PHe = $48 mol × 0,0821 atm·L/mol·K × 300 K$ / 4 L = 28,8 atm

Al sumar: 28,8 atm + 7,2 atm = 36 atm, confirmamos que se cumple la Ley de Dalton.

La fracción molar es otro concepto importante. Representa la proporción de un gas en la mezcla y se calcula dividiendo el número de moles de ese gas entre el total de moles:

XA = nA / nT

En nuestro ejemplo:

• XHe = 48 mol / 60 mol = 0,8
• XO₂ = 12 mol / 60 mol = 0,2

¡Estas fracciones son fundamentales para entender la composición de mezclas gaseosas!

Relación entre Presión Parcial y Fracción Molar

Un atajo muy útil para calcular presiones parciales es usando la fórmula:

PA = XA × PT

Donde PA es la presión parcial del gas A, XA es su fracción molar, y PT es la presión total de la mezcla.

Comprobémoslo con nuestros valores:

• PO₂ = 0,2 × 36 atm = 7,2 atm
• PHe = 0,8 × 36 atm = 28,8 atm

También podemos resolver problemas inversos. Por ejemplo, para calcular la fracción molar del neón (XNe) conociendo las presiones parciales $PHe = 0,65 atm, PAr = 0,40 atm, PNe = 0,45 atm$:

XNe = PNe / PT = PNe / $PHe + PAr + PNe$

🔍 Aplicación práctica: Estas fórmulas son esenciales en laboratorios químicos, en medicina para mezclas de gases respiratorios, y en ingeniería ambiental para analizar la composición del aire.