La ley de dalton o ley de las proporciones múltiples nos indica que cuando se combinan 2 o más elementos y que como producto se forman más de un compuesto, la masa de uno de ellos se une a la masa de otro. Esto dará relaciones de números enteros y sencillos. Por ejemplo, si combinamos oxígeno y carbono, existen 2 posibles productos que se pueden formar, el primero es el monóxido de carbono y el segundo es el dióxido de carbono. La formación de los productos se dará dependiendo de las condiciones en las que se encuentren los reactivos.
Ejercicios
a) En un balón de destilación de 5 L, se contiene una muestra de 2,43 moles de nitrógeno y 3,07 moles de oxígeno, a 298 K. Determina: 1) La presión total de los gases contenidos en el balón de destilación 2) La presión parcial de cada gas en el recipiente. Ambas deberás ser determinadas por las leyes de Dalton.
- V=5L
- 2,43 moles N2
- 3,07 moles O2
- T= 298 K
Paso 1: Utilizamos la fórmula empleada en la ley de los gases ideales (PT . V= NT . RT) Primero determinamos los moles totales (NT=2,43+3,07= 5,5 moles). Sustituimos los datos que tenemos dentro de la fórmula.
PT . 5 = 5,5 . 0,082 . 298
Paso 2: El 5 que se encuentra multiplicando, pasa al otro lado dividiendo.
PT = 5,5 . 0,082 . 298 / 5 = 26,88 atm
* Nuestro primer resultado es 26,88 atm
Paso 3: Nos queda resolver la segunda parte del problema, para ello utilizaremos la siguiente fórmula para determinar la presión parcial del oxígeno y del nitrógeno: P =n/nT . PT.
PN2 = 2,43 / 5,5 . 26,88 = 11,88 atm
PO2 = 3,07 / 5,5 . 26,88 = 15 atm
Paso 4: realizamos la comprobación de las presiones parciales, por lo que debemos de tener como resultado el 26, 88 atm de la primera parte del ejercicio.
PT= 15 + 11,88= 26,88 atm
b) En un recipiente se encuentra una mezcla de gases que contiene 8 moles de He, 12 moles de H2 Y 5 moles de N2. Determina las presiones parciales de los gases si la presión total es 6 atm.
- 8 moles He
- 12 moles H2
- 5 moles N2
Paso 1: Para determinar la presión parcial teniendo la presión total, vamos a utilizar la siguiente expresión: Pi = PT Xi. Para poder utilizar dicha fórmula debo determinar la fracción molar de cada elemento, la cual resolveremos con la siguiente fórmula: Xi= ni/nT , donde «ni» son los moles del elemento y «nT» es la suma de los moles de los 3 elementos.
Xi He = 8/25 = 0,32
Xi H2 = 12/25 = 0,48
Xi N2 = 5/25 = 0,2
Para verificar que nuestro resultado es correcto, debemos de sumar las 3 fracciones molares y deberemos tener como resultado 1.
Paso 2: procederemos a sacar el cálculo de las presiones parciales de cada gas.
PHe= (6atm) (0,32) = 1,92 atm
PH2 = (6atm) (0,48) = 2,88 atm
PN2= (6atm) (0,2) = 1,2 atm
Paso 3: Verificamos que nuestros resultados sean correctos. Recuerda que la Presión total debe de ser la suma de las presiones parciales (PT = P1 + P2 +P3…).
* 1,92 + 2,88 + 1,2 = 6 atm