Calculadora de presión parcial (Ley de Dalton)
Calcula la presión parcial de cada gas de una mezcla a partir de la presión total y la fracción molar (o los moles) de cada componente, usando la Ley de las presiones parciales de Dalton: P_i = x_i × P_total.
El cálculo de presiones parciales y la ley de Dalton
Calcular presiones parciales es determinar la presión que ejerce por sí solo cada gas componente dentro de una mezcla de varios gases. Según la ley de las presiones parciales propuesta por el químico inglés John Dalton, la presión total de una mezcla equivale a la suma de las presiones parciales de todos sus componentes, y la presión parcial de cada uno es su fracción molar multiplicada por la presión total (P_i = x_i × P_total). Desde una mezcla tan cotidiana como el aire hasta el gas respirable del buceo, no faltan ocasiones en que se quiere conocer la presión de cada componente.
Introduzca la presión total y la proporción de cada componente y esta herramienta determina todas las presiones parciales automáticamente según la ley de Dalton. Las proporciones pueden darse en fracciones molares o en número de moles; si las fracciones molares no suman exactamente 1, la herramienta las normaliza conservando las razones, de modo que no tiene que preocuparse por los redondeos. Todo el cálculo se realiza dentro de su navegador y los números introducidos no se envían a ninguna parte.
Cómo calcular las presiones parciales
- Elija el modo de entrada Opte por la entrada en fracciones molares si las conoce, o por la entrada en moles si conoce la cantidad de sustancia de cada componente.
- Introduzca la presión total Anote la presión del conjunto de la mezcla (P_total). Mantenga la unidad —atm, kPa, Torr— acorde con aquella en que desea los resultados.
- Introduzca el valor de cada componente Indique para cada uno la fracción molar o el número de moles. El botón de añadir permite manejar de dos a cinco componentes.
- Consulte las presiones parciales Al introducir los datos aparecen la fracción molar y la presión parcial de cada componente. Si la suma de las presiones parciales coincide con la presión total, puede confiar en el cálculo.
Consejos para aprovecharla mejor
- En el modo de moles basta con introducir los moles de cada componente: las fracciones molares se calculan automáticamente y siempre suman 1.
- En el modo de fracción molar, si las fracciones no suman exactamente 1, se normalizan automáticamente, así que pequeños errores de entrada no afectan al cálculo.
- Puedes añadir o quitar entre 2 y 5 componentes. Pruébalo con los principales componentes del aire (nitrógeno, oxígeno, argón, dióxido de carbono).
- Para un solo gas, usa la calculadora hermana de la ley de los gases ideales (PV=nRT) para explorar la relación entre presión, volumen, temperatura y moles.
Cuándo resulta útil calcular presiones parciales
Hallar la presión parcial de oxígeno a partir de la composición del aire
Con las fracciones molares de nitrógeno, oxígeno, argón y dióxido de carbono y la presión atmosférica, obtiene todas las presiones parciales de una vez. Va bien como trabajo previo a las discusiones sobre altitud y mal de altura, donde sale a relucir la presión parcial de oxígeno.
Gestionar el gas respirable del buceo
Con la variación de la presión total según la profundidad y las fracciones molares de una mezcla como el nitrox, puede estimar las presiones parciales de oxígeno y nitrógeno como referencia al sopesar el riesgo de toxicidad por oxígeno o de enfermedad por descompresión.
Confirmar el reparto de presión en una mezcla de laboratorio
En un experimento que encierra varios gases en el mismo recipiente, puede estimar de antemano, a partir de las cantidades de sustancia introducidas, qué parte de la presión soporta cada componente.
Combinar con la ecuación de estado de los gases ideales
Si primero quiere la relación entre presión, volumen, temperatura y cantidad de sustancia de un solo componente, la herramienta hermana calculadora de la ecuación de estado (PV=nRT) le da los moles de cada componente, que luego convierte aquí en presiones parciales.
Comparar con la presión de vapor saturado
Para un gas húmedo, comprobar que la presión parcial del vapor de agua no supera el valor obtenido con la calculadora de presión de vapor saturado le da una referencia sobre si se está produciendo condensación o sobresaturación.
El vocabulario de la presión parcial
- Presión parcial
- La presión que mostraría un solo gas componente de una mezcla si se supusiera que ocupa el recipiente por sí solo. Por la ley de Dalton se obtiene como la fracción molar del componente multiplicada por la presión total (P_i = x_i × P_total).
- Fracción molar
- La parte de la cantidad de sustancia de un componente dentro de la cantidad de sustancia total de la mezcla entera. Toma un valor entre 0 y 1, y las fracciones molares de todos los componentes suman siempre 1.
- Ley de las presiones parciales de Dalton
- La ley según la cual la presión total de una mezcla gaseosa equivale a la simple suma de las presiones parciales de sus componentes. El químico inglés John Dalton la propuso en 1801.
- Presión total
- La presión que una mezcla de varios gases ejerce en su conjunto sobre las paredes de su recipiente. Equivale a la suma de todas las presiones parciales de los componentes.
- Recogida sobre agua
- Una técnica experimental en que el gas producido se conduce a un recipiente lleno de agua y se recoge desplazándola. Como el vapor de agua se mezcla con el gas recogido, obtener una presión parcial exacta del gas exige restar de la presión total la presión parcial del vapor de agua, es decir su presión de vapor saturado.
- Gas ideal
- Un gas ficticio del que se suponen despreciables las fuerzas entre moléculas y el volumen propio de estas. Tanto la ley de las presiones parciales de Dalton como la ecuación de estado (PV=nRT) son relaciones que presuponen el comportamiento de tal gas.
Preguntas frecuentes
A propósito — Cuando la presión parcial es cuestión de vida o muerte
La Ley de las presiones parciales de Dalton fue propuesta en 1801 por el químico inglés John Dalton, más conocido por la teoría atómica. Dalton tenía un gran interés por la meteorología, y al estudiar el comportamiento del vapor de agua y otros gases en la atmósfera descubrió que, incluso cuando varios gases se mezclan, cada uno se comporta de forma independiente, y la presión total no es más que la suma de las presiones parciales de cada gas.
El aire que respiramos es en sí mismo una mezcla: aproximadamente un 78% de nitrógeno, un 21% de oxígeno, un 0,93% de argón y un 0,04% de dióxido de carbono. Al nivel del mar, con una presión total de aproximadamente 1 atmósfera, la presión parcial del oxígeno es de unos 0,21 atm, y es precisamente esta presión parcial, y no solo el porcentaje, la que determina la eficiencia con la que el oxígeno se absorbe en la sangre.
El concepto de presión parcial también es fundamental en medicina y ciencias del deporte. El mal de altura aparece cuando la presión atmosférica total baja con la altitud, reduciendo la presión parcial de oxígeno, mientras que el buceo con botellas aumenta la presión total con la profundidad, elevando la presión parcial de nitrógeno y favoreciendo su disolución en la sangre, la causa raíz de la enfermedad de descompresión. Entender bien la presión parcial no es solo un ejercicio de química: está directamente ligado a la seguridad física.