21.8A: Ley de Presión Parcial de Dalton
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La ley de Dalton de presiones parciales establece que la presión de una mezcla de gases es la suma de las presiones de los componentes individuales.
Objetivos de aprendizaje
- Deducir de la ley de presión parcial de Dalton la suma de presiones parciales en alvéolos
Puntos Clave
- Esta ley empírica fue observada por John Dalton en 1801 y está relacionada con las leyes de gas ideales.
- El aire atmosférico es una mezcla de nitrógeno, agua, oxígeno, dióxido de carbono y otros gases menores. Las concentraciones relativas de un gas no cambian incluso cuando la presión y el volumen de los gases totales cambian.
- Los gases fluyen de áreas de alta a baja presión, por lo que las presiones parciales del aire inhalado y alveolar determinan por qué el oxígeno entra en los alvéolos, y por qué el dióxido de carbono sale de los alvéolos.
- La ley de Dalton solo es completamente precisa para los gases ideales.
Términos Clave
- Ley de Dalton: La presión total de una mezcla de gases es la suma de las presiones parciales de cada gas en la mezcla; sólo es cierto para los gases ideales.
La ley de Dalton establece que la presión total ejercida por la mezcla de gases inertes (no reactivos) es igual a la suma de las presiones parciales de los gases individuales en un volumen de aire. Esta ley empírica fue observada por John Dalton en 1801 y está relacionada con las leyes de gas ideales.
Ley de Dalton en Respiración
El aire en la atmósfera es una mezcla de muchos gases diferentes, que varían en concentración. La ley de Dalton establece que en un momento dado, el porcentaje de cada uno de estos gases en el aire que respiramos hace su contribución a la presión atmosférica total, y esta contribución dependerá de la cantidad de cada gas que esté en el aire que respiramos.
La ley de Dalton también implica que la concentración relativa de gases (sus presiones parciales) no cambia a medida que cambia la presión y el volumen de la mezcla de gases, por lo que el aire inhalado a los pulmones tendrá la misma concentración relativa de gases que el aire atmosférico. En los pulmones, la concentración relativa de gases determina la velocidad a la que cada gas se difundirá a través de las membranas alveolares.
Matemáticamente, la presión de una mezcla de gases puede definirse como la suma de las presiones parciales de cada uno de los gases en el aire.
Ptotal=P1+P2+P3++pn=NI=1piptotal=P1+P2+P3++pn=I=1NPi
LEY DE DALTON
En lo que respecta al aire atmosférico, la ley de Dalton se convierte en:
ATM=PN2+PO2+PCO2+Ph2o+P (otros gases) ATM=PN2+PO2+PCO2+Ph2o+P (otros gases)
Para fines de intercambio de gases, el O 2 y el CO 2 son considerados principalmente por su importancia metabólica en el intercambio de gases. Debido a que los gases fluyen de áreas de alta presión a áreas de baja presión, el aire atmosférico tiene mayor presión parcial de oxígeno que el aire alveolar (P O 2 = 159mm Hg en comparación con PA O 2 = 100mm Hg).
De igual manera, el aire atmosférico tiene una presión parcial mucho menor para el dióxido de carbono en comparación con el aire alveolar (P CO 2 = .3mm Hg en comparación con PA CO 2 = 40mm Hg). Estas diferencias de presión explican por qué el oxígeno fluye hacia los alvéolos y por qué el dióxido de carbono fluye fuera de los alvéolos a través de la difusión pasiva (así como un proceso similar explica el intercambio de gases alveolar y arterial).
Si bien el aire inhalado es similar al aire atmosférico debido a la ley de Dalton, el aire exhalado tendrá concentraciones relativas que se encuentran entre el aire atmosférico y alveolar debido a la difusión pasiva de gases durante el intercambio de gases.
La ley de Dalton solo es verdaderamente aplicable en cada situación a los gases ideales. Por lo tanto, la mayoría de los gases no lo seguirán exactamente, especialmente en condiciones de presión extremadamente alta, o en situaciones donde las fuerzas intermoleculares actúan para mantener los gases unidos.