En cualquier mezcla de gases , cada gas componente ejerce una presión parcial que contribuye a la presión total . A temperaturas y presiones ordinarias , puede aplicar la ley de los gases ideales para calcular la presión parcial de cada gas.
¿Qué es la presión parcial?
Comencemos revisando el concepto de presión parcial. En una mezcla de gases, la presión parcial de cada gas es la presión que ejercería el gas si fuera el único que ocupara ese volumen de espacio. Si suma la presión parcial de cada gas en una mezcla, el valor será la presión total del gas. La ley utilizada para encontrar la presión parcial supone que la temperatura del sistema es constante y que el gas se comporta como un gas ideal, siguiendo la ley de los gases ideales :
PV = nRT
donde P es la presión, V es el volumen, n es el número de moles , R es la constante del gas y T es la temperatura.
La presión total es entonces la suma de todas las presiones parciales de los gases componentes. Para n componentes de un gas:
P total = P 1 + P 2 + P 3 + ... P n
Cuando se escribe de esta manera, esta variación de la Ley de los gases ideales se denomina Ley de presiones parciales de Dalton . Moviendo los términos, la ley se puede reescribir para relacionar los moles de gas y la presión total con la presión parcial:
P x = P total (n / n total )
Pregunta de presión parcial
Un globo contiene 0,1 moles de oxígeno y 0,4 moles de nitrógeno. Si el globo está a temperatura y presión estándar, ¿cuál es la presión parcial del nitrógeno?
Solución
La presión parcial se encuentra por la ley de Dalton :
P x = P Total (n x / n Total )
donde P x = presión parcial del gas x P Total = presión total de todos los gases n x = número de moles de gas x n Total = número de moles de todos los gases
Paso 1
Hallar P total
Aunque el problema no indica explícitamente la presión, sí le dice que el globo está a temperatura y presión estándar . La presión estándar es de 1 atm.
Paso 2
Sume el número de moles de los gases componentes para encontrar n Total
n Total = n oxígeno + n nitrógeno n Total = 0,1 mol + 0,4 mol n Total = 0,5 mol
Paso 3
Ahora tiene toda la información necesaria para introducir los valores en la ecuación y resolver el nitrógeno P
P nitrógeno = P total (n nitrógeno / n total ) P nitrógeno = 1 atm (0,4 mol / 0,5 mol) P nitrógeno = 0,8 atm
Responder
La presión parcial del nitrógeno es de 0,8 atm.
Consejo útil para realizar el cálculo de presión parcial
- ¡Asegúrese de informar sus unidades correctamente! Por lo general, al utilizar cualquier forma de la ley de los gases ideales, se tratará de la masa en moles, la temperatura en Kelvin, el volumen en litros y la presión en atmósferas. Si tiene temperaturas en grados Celsius o Fahrenheit, conviértalas a Kelvin antes de continuar.
- Recuerde que los gases reales no son gases ideales, por lo que, aunque el cálculo tendrá muy poco error en condiciones normales, no será precisamente el valor real. Para la mayoría de situaciones, el error es insignificante. El error aumenta a medida que aumentan la presión y la temperatura de un gas porque las partículas interactúan entre sí con mayor frecuencia.