Calculadora de pressão parcial (Lei de Dalton)
Calcule a pressão parcial de cada gás de uma mistura a partir da pressão total e da fração molar (ou dos mols) de cada componente, usando a Lei das pressões parciais de Dalton: P_i = x_i × P_total.
O cálculo de pressões parciais e a lei de Dalton
Calcular pressões parciais é determinar a pressão que cada gás componente exerce por si só dentro de uma mistura de vários gases. Segundo a lei das pressões parciais proposta pelo químico inglês John Dalton, a pressão total de uma mistura equivale à soma das pressões parciais de todos os seus componentes, e a pressão parcial de cada um é a sua fração molar multiplicada pela pressão total (P_i = x_i × P_total). De uma mistura tão cotidiana como o ar até o gás respirável do mergulho, não faltam ocasiões em que se quer conhecer a pressão de cada componente.
Informe a pressão total e a proporção de cada componente e esta ferramenta determina todas as pressões parciais automaticamente segundo a lei de Dalton. As proporções podem ser dadas em frações molares ou em número de mols; se as frações molares não somarem exatamente 1, a ferramenta as normaliza conservando as razões, de modo que você não precisa se preocupar com os arredondamentos. Todo o cálculo se realiza dentro do seu navegador e os números informados não são enviados a lugar nenhum.
Como calcular as pressões parciais
- Escolha o modo de entrada Opte pela entrada em frações molares se as conhece, ou pela entrada em mols se conhece a quantidade de matéria de cada componente.
- Informe a pressão total Anote a pressão do conjunto da mistura (P_total). Mantenha a unidade — atm, kPa, Torr — de acordo com aquela em que deseja os resultados.
- Informe o valor de cada componente Indique para cada um a fração molar ou o número de mols. O botão de adicionar permite manejar de dois a cinco componentes.
- Confira as pressões parciais Ao informar os dados, aparecem a fração molar e a pressão parcial de cada componente. Se a soma das pressões parciais coincidir com a pressão total, você pode confiar no cálculo.
Dicas para aproveitar melhor
- No modo de mols, basta informar os mols de cada componente: as frações molares são calculadas automaticamente e sempre somam 1.
- No modo de fração molar, se as frações não somarem exatamente 1, elas são normalizadas automaticamente, então pequenos erros de entrada não atrapalham o cálculo.
- Você pode adicionar ou remover entre 2 e 5 componentes. Experimente com os principais componentes do ar (nitrogênio, oxigênio, argônio, dióxido de carbono).
- Para um único gás, use a calculadora irmã da lei dos gases ideais (PV=nRT) para explorar a relação entre pressão, volume, temperatura e mols.
Quando calcular pressões parciais é útil
Achar a pressão parcial de oxigênio a partir da composição do ar
Com as frações molares de nitrogênio, oxigênio, argônio e dióxido de carbono e a pressão atmosférica, você obtém todas as pressões parciais de uma vez. Serve bem como trabalho prévio às discussões sobre altitude e mal de altitude, em que a pressão parcial de oxigênio vem à tona.
Gerenciar o gás respirável do mergulho
Com a variação da pressão total conforme a profundidade e as frações molares de uma mistura como o nitrox, você pode estimar as pressões parciais de oxigênio e nitrogênio como referência ao pesar o risco de toxicidade pelo oxigênio ou de doença descompressiva.
Confirmar a repartição de pressão numa mistura de laboratório
Num experimento que encerra vários gases no mesmo recipiente, você pode estimar de antemão, a partir das quantidades de matéria introduzidas, que parte da pressão cada componente suporta.
Combinar com a equação de estado dos gases ideais
Se primeiro quiser a relação entre pressão, volume, temperatura e quantidade de matéria de um único componente, a ferramenta irmã calculadora da equação de estado (PV=nRT) lhe dá os mols de cada componente, que depois você converte aqui em pressões parciais.
Comparar com a pressão de vapor saturado
Para um gás úmido, conferir que a pressão parcial do vapor de água não supera o valor obtido com a calculadora de pressão de vapor saturado lhe dá uma referência sobre se está ocorrendo condensação ou supersaturação.
O vocabulário da pressão parcial
- Pressão parcial
- A pressão que um único gás componente de uma mistura mostraria se se supusesse que ocupa o recipiente por si só. Pela lei de Dalton obtém-se como a fração molar do componente multiplicada pela pressão total (P_i = x_i × P_total).
- Fração molar
- A parte da quantidade de matéria de um componente dentro da quantidade de matéria total da mistura inteira. Toma um valor entre 0 e 1, e as frações molares de todos os componentes somam sempre 1.
- Lei das pressões parciais de Dalton
- A lei segundo a qual a pressão total de uma mistura gasosa equivale à simples soma das pressões parciais dos seus componentes. O químico inglês John Dalton a propôs em 1801.
- Pressão total
- A pressão que uma mistura de vários gases exerce no seu conjunto sobre as paredes do seu recipiente. Equivale à soma de todas as pressões parciais dos componentes.
- Coleta sobre água
- Uma técnica experimental em que o gás produzido é conduzido a um recipiente cheio de água e coletado deslocando-a. Como o vapor de água se mistura ao gás coletado, obter uma pressão parcial exata do gás exige subtrair da pressão total a pressão parcial do vapor de água, ou seja a sua pressão de vapor saturado.
- Gás ideal
- Um gás fictício do qual se supõem desprezíveis as forças entre moléculas e o volume próprio destas. Tanto a lei das pressões parciais de Dalton quanto a equação de estado (PV=nRT) são relações que pressupõem o comportamento de tal gás.
Perguntas frequentes
Curiosidade — Quando a pressão parcial é uma questão de vida ou morte
A Lei das pressões parciais de Dalton foi proposta em 1801 pelo químico inglês John Dalton, mais conhecido pela teoria atômica. Dalton tinha grande interesse em meteorologia e, ao estudar o comportamento do vapor de água e de outros gases na atmosfera, descobriu que, mesmo quando vários gases estão misturados, cada um se comporta de forma independente, e a pressão total nada mais é do que a soma das pressões parciais de cada gás.
O ar que respiramos já é, por si só, uma mistura: cerca de 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio, 0,93% de argônio e 0,04% de dióxido de carbono. Ao nível do mar, com pressão total de cerca de 1 atmosfera, a pressão parcial do oxigênio é de aproximadamente 0,21 atm — e é essa pressão parcial, e não apenas a porcentagem, que determina a eficiência com que o oxigênio é absorvido pelo sangue.
O conceito de pressão parcial também é essencial na medicina e nas ciências do esporte. O mal de altitude surge quando a pressão atmosférica total cai com a altitude, reduzindo a pressão parcial de oxigênio, enquanto o mergulho autônomo aumenta a pressão total com a profundidade, elevando a pressão parcial de nitrogênio e facilitando sua dissolução no sangue — a causa raiz da doença descompressiva. Entender corretamente a pressão parcial não é apenas um exercício de química: está diretamente ligado à segurança física.