Características físicas de los gases:
- Volumen
- presión
- temperatura
Leyes de los gases
- Ley de Boyle: a una temperatura constante, la presión varía inversamente con el volumen.
- Ley de Charles: si la presión es constante, el volumen y la temperatura varían en forma directamente proporcional.
- Ley de Gay-Lussac: si el volumen es constante, la temperatura y la presión varían en forma directamente proporcional.
- Ley de Henry: el número de moléculas de gas que se disuelve en un líquido con el cual el gas no reacciona (solvente) es directamente proporcional a la presión parcial del gas en la superficie del líquido, y la constante de proporcionalidad expresa la solubilidad del gas en el líquido.
- Ley de Dalton de las presiones parciales: en una mezcla de gases cada gas ejerce la presión que ejercería si ocupara por sí solo todo el volumen.
- Ley de Graham: los índices de difusión a través de orificios o de membranas porosas son inversamente proporcionales a la raíz cuadrada del peso molecular.
Presión barométrica
La atmósfera del planeta está compuesta de una mezcla de moléculas de gases que se denomina aire o gas ambiente.
La atmósfera ejerce un peso presiona sobre la Tierra, esto se denomina Presión Atmosférica o Presión Barométrica (760 mmHg a nivel del mar). La presión barométrica varía de acuerdo con la altura sobre el nivel del mar, a mayor altura, menor presión. La presión atmosférica total resulta de la suma de las presiones individuales de los gases mezclados que constituyen el aire.
Presión parcial de los gases
La presión individual de un gas, solo o en mezcla, se denomina presión parcial o tensión parcial.
Según la ley de Dalton, la presión parcial de un gas se mantiene sin cambios, y es independiente de la presión parcial de otros gases de la misma mezcla lo que significa que la presión que ejerce un gas siempre es la misma, esté solo o en una mezcla.
Para calcular la presión parcial de un gas atmosférico se aplica la siguiente fórmula:
Presión Parcial = presión barométrica multiplicado por la concentración fraccional (%)
P = PB × (concentración/100)
La concentración parcial de oxígeno a nivel del mar es de 159 mmHg (760x[21/100]=159.6).
Aire
El aire ambiente o aire atmosférico es una mezcla de gases compuesta de:
- Oxígeno 21% (20,93%)
- Nitrógeno 79% (78,09%)
- CO2 (0,03%)
- Argón 0,94%
- Hidrógeno 0,01%
- Helio 0,0004%
- Kriptón 0,00005%
- Xenón 0,0000006%
* La concentración del dióxido de carbono es tan baja, que puede ser considerada como cero.
El oxígeno es una molécula que participa en el metabolismo aerobio de la glucosa para obtener trifosfato de adenosina.
El nitrógeno del aire es un gas metabólicamente inerte.
Es un producto de la respiración de todos los organismos aerobios.
Difusión
Los gases tienen la propiedad de cruzar membranas celulares, este movimiento a través de una membrana semipermeable se denomina difusión.
La difusión ocurre en respuesta a gradientes de presión, lo que permite que el gas pase del lado de mayor presión hacia el de menor presión, para establecer el equilibrio es decir igualar la presión a cada lado de la membrana.
La velocidad de difusión dependerá de la magnitud del gradiente de presión. Cuanto mayor sea el gradiente, más rápida será la difusión.
Solubilidad
Cuando se expone un líquido a la atmósfera, las moléculas del gas de la atmósfera penetran en el líquido y se mantienen en solución si no hay combinación con los componentes del líquido. Las moléculas del gas entran y salen del líquido hasta que haya equilibrio.
La presión de los gases disueltos en el líquido es igual a la presión de los gases en la atmósfera, lo que significa que las presiones parciales de los gases líquidos son iguales a las presiones parciales de los gases atmosféricos.
