Ley de Dalton

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Introducción


En el deporte del montañismo, los alpinistas o escaladores frecuentemente requieren oxígeno adicional, debido a que la presión parcial de este gas es muy baja para satisfacer la demanda de oxígeno del cuerpo humano.

La ley de Dalton es útil para determinar las presiones parciales en una mezcla de gases; por ejemplo, sabiendo que la presión atmosférica en el monte Everest es de 200 Torr, la parcial del nitrógeno es de 156 Torr y la de otros gases es de 2 Torr, es posible conocer la presión parcial del oxígeno.



Alpinista escalando el Everest

(s. a.) (2013). Alpinista escalando el Everest [fotografía]. Tomada de https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d6/Kuntal_joisher_summit_fullface.jpg

Identificar la ley de Dalton a partir de su supuesto y expresión matemática, para la resolución de problemas de impacto biológico.

Ley de Dalton


John Dalton, en 1807, observó que, en una mezcla de gases, cada componente ejerce una fuerza como si estuviera solo en el contenedor. La presión individual de cada gas en la mezcla se define como presión parcial.

Cuatro recipientes, tres contienen un gas diferente y uno con los gases de los otros tres recipientes

La presión de distintos gases en una mezcla

Supuesto y expresión matemática


La ley de Dalton indica lo siguiente:



La presión de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de todos los gases presentes.



La ecuación para una mezcla de gases A y B es:



PT = χAPT + χBPT

PT = La presión total

χA = La fracción molar del gas A

χB = La fracción molar del gas B

Ejemplo


Esta ley permite dar una explicación acerca del intercambio gaseoso que existe entre el oxígeno y el dióxido de carbono del aire atmosférico y los pulmones.

Cuatro recipientes, tres contienen un gas diferente y uno con los gases de los otros tres recipientes

(s. a.) (s. f.). Proceso del intercambio de gases O2 y CO2 en los alveolos pulmonares [imagen]. Tomada de https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/79/Gas_exchange_in_the_aveolus_simple_%28es%29.svg/330px-Gas_exchange_in_the_aveolus_simple_%28es%29.svg.png



El oxígeno se transporta a la sangre y el CO2 se libera hacia fuera del cuerpo. En el proceso de difusión, las moléculas se desplazan de un sitio de mayor presión a otro de menor. Los gases que intervienen en la respiración son moléculas simples que se mueven libremente unas entre otras. Para que se produzca la difusión, debe existir una fuente de energía; ésta se suministra por el movimiento cinético de las moléculas. El oxígeno se desplaza en favor de un gradiente de presión, a partir del aire atmosférico hacia las células, mientras que el gradiente de presión para el dióxido de carbono se dirige de las células hacia los alveolos. Los dos gases deben difundir por varias membranas antes de llegar a su destino final (Segarra, 2006).

Aplicando la ley


Un litro de oxígeno, contenido en un recipiente, ejerce una presión de 60 mmHg; un litro de hidrógeno, contenido en otro recipiente, ejerce una presión de 30 mmHg a la misma temperatura anterior.

¿Cuál es la presión total si se mezclan con un volumen total de un litro? ¿Cuál es el porcentaje en volumen del oxígeno?

Actividad. Obteniendo presiones parciales

Ahora, usa la ley de Dalton para calcular las presiones parciales en una mezcla de gases.

Selecciona los datos, elementos o fórmulas que correspondan a la ley de Dalton, de acuerdo con el ejercicio.


Autoevaluación. Ley de Dalton

Ya que revisaste los supuestos, la expresión matemática y realizaste un ejercicio de cómo se aplica la ley de Dalton a un problema biológico. Pon a prueba lo que aprendiste.

Selecciona la opción que corresponda a la afirmación que se indica.


Fuentes de información

Bibliografía

Bahl, A., Bahl, B. S. y Tuli, G. D. (2010). Essentials of Physical Chemistry. Nueva Delhi: S. Chand Publishing.

Chang, R. (2005). Physical Chemistry for the Biosciences. California, EUA: University Science Books.

Segarra, E. (2006). Fisiología de los aparatos y sistemas. Cuenca, Ecuador: Facultad de Ciencias Médicas-Universidad de Cuenca.



Cómo citar


Valencia, I. (2019). Ley de Dalton. Unidades de Apoyo para el Aprendizaje. CUAED/FES Iztacala-UNAM. Consultado el (fecha) de (vínculo)