John Dalton fue un químico, físico y meteorólogo inglés famoso por su trabajo sobre la teoría atómica y el daltonismo, una enfermedad que portaba y que lleva su nombre. Entre otros temas, Dalton estudió el comportamiento de las mezclas de gases y formuló su famosa ley para estos sistemas. LA Ley de Dalton o Ley de presiones parciales dice que la presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de cada gas que la compone. La presión parcial de un gas, por otro lado, se define como la presión que ejercería si estuviera solo en el recipiente. De esta forma podemos escribir:
donde pI es la presión parcial del gas i. La presión parcial también se puede obtener convenientemente usando la fracción molar del compuesto, que es la relación entre el número de moles del compuesto y el número total de moles presentes en el gas.
Como era de esperar, en una mezcla de gases, el de mayor concentración ejercerá la mayor presión. Debido a esta relación, la presión parcial se usa a menudo como medida de concentración. Conociendo la ecuación de los gases ideales es posible demostrar estas relaciones de forma sencilla. Considere una mezcla de gases:
La presión total se puede calcular de la siguiente manera:
En un gas ideal, a excepción de las colisiones, no hay interacción entre las moléculas y el volumen de cada molécula es insignificante. Por lo tanto, la naturaleza de la molécula o partícula no influye en el comportamiento del gas, solo es importante el número total de estas partículas (nT). Ampliando la expresión anterior tenemos:
Cada término de la ecuación anterior es exactamente la presión parcial de uno de los componentes de la mezcla, por lo que podemos reescribirlo:
Vemos que la ley de Dalton es consistente con la ley de los gases ideales. También podemos verificar la relación entre la presión parcial y la fracción molar de la siguiente manera:
Por lo tanto, utilizando el modelo de gas ideal o perfecto, la ley de Dalton se puede verificar fácilmente. Es importante notar que esta ley es válida solo cuando el modelo de gas ideal también es válido, en gases reales las interacciones intermoleculares no despreciables pueden hacer que la suma de las presiones parciales no sea igual a la presión total del sistema.
El concepto de presión parcial es útil en muchos otros temas de la química, como el equilibrio químico con reactivos gaseosos. En estos casos, la constante de equilibrio se obtiene por la relación entre la presión parcial de los productos y la presión parcial de los reactivos.
