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Lei de Dalton

Química

A lei de Dalton diz que, em uma mistura gasosa, a pressão de cada componente independe da pressão dos demais e que a pressão total (P) é igual à soma das pressões parciais.
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John Dalton (1766-1844) foi um grande estudioso da constituição da matéria, sendo mais conhecido por sua teoria atômica. Porém, ele também trouxe muitas outras contribuições para as Ciências. Entre elas está a contribuição para a Química e a Física referente à sua lei estabelecida em 1801 que relaciona as pressões parciais dos gases em misturas gasosas.

John Dalton (1766-1844)
John Dalton (1766-1844)

Essa Lei de Dalton diz o seguinte:

Enunciado da Lei de Dalton

Genericamente, temos:

PTOTAL = P1 + P2 + P3 + ...  ou   PTOTAL = ΣP

Por exemplo, vamos imaginar a formação de uma mistura gasosa de gás hélio e gás oxigênio. Inicialmente esses dois gases estão em recipientes separados, possuindo cada gás o seu próprio volume, sua própria pressão e sua própria temperatura. Então, volumes iguais desses gases são misturados em um único recipiente, sendo mantidos na mesma temperatura.

Considerando esses gases como ideais, eles não irão reagir entre si, sendo que a mistura se comportará como se fosse um gás único e a pressão de cada componente será independente da pressão dos demais. Por isso, a pressão dessa mistura será igual à soma das pressões exercidas por cada um de seus componentes na mistura, ou seja:

PTOTAL = PHe + PO2

É importante ressaltar que a pressão parcial de cada gás não é a pressão que ele exercia antes de entrar na mistura, quando estava isolado, mas corresponde à pressão que ele exerceria se estivesse sozinho, ocupando o volume total da mistura e na mesma temperatura em que a mistura se encontra, ou seja, é sua pressão dentro da mistura.

Veja um exemplo: O ar é uma mistura gasosa constituída basicamente de 80% de gás nitrogênio e 20% de gás oxigênio. Imagine que um pneu seja calibrado com a pressão de 2,0 atm por um compressor de ar. A pressão total da mistura dentro do pneu é de 2,0 atm. Visto que a lei de Dalton diz que a pressão total é a soma das pressões parciais de cada gás na mistura, podemos concluir que a pressão parcial do gás nitrogênio nessa mistura é de 1,6 atm (80% de 2,0 atm) e a do gás oxigênio é de 0,4 atm (20% de 2,0 atm).

A soma das pressões parciais do nitrogênio e do oxigênio presentes no ar fornece a pressão total da mistura gasosa dentro do pneu calibrado

Se usarmos a equação de estado dos gases ideais, teremos que a pressão parcial de cada um desses gases é igual a:

PHe = nHe RT
                  V
PO2 = nO2 RT
                  V

Observe que as pressões parciais são diretamente proporcionais aos números de mols (n). Assim, a pressão total também é diretamente proporcional à somatória do número total de mol (Σn):

PTOTAL = Σn RT
                     V

Através dessas relações, podemos determinar outra grandeza química importante: a fração molar (X). Ela nada mais é que a relação entre o número de mol de um dos gases na mistura com a somatória do número de mol da mistura. Essa fração corresponde também à relação entre a pressão parcial do gás e a pressão total da mistura.

Chegamos à fração molar dividindo a equação da pressão parcial de um dos gases pela pressão total. Vamos pegar como exemplo o gás hélio:

_PHe . V    = nHe RT
PTOTAL . V     Σn RT
PHe   = nHe = XHe
PTOTAL  Σn 

 

Veja um exemplo: Voltando à mistura de nitrogênio e oxigênio presente no ar com que foi calibrado o pneu, digamos que, para cada 1 mol de ar, temos 0,8 mol de nitrogênio. Assim, a fração molar de cada um desses gases na mistura é dada pelas equações abaixo:

XN2 = nN2                                            XO2 = nO2
         Σn                                                                         Σn
XN2 =  0,8 mol                                               XO2 =  0,2 mol
          1,0 mol                                                           1,0 mol
XN2 = 0,8                                            XO2 = 0,2

Isso poderia ser dado também pelas pressões parciais mencionadas anteriormente:

XN2 = PN2                                           XO2 = PO2
         PTOTAL                                                                   PTOTAL
XN2 =  1,6 atm                                               XO2 =  0,4 atm
          2,0 atm                                                          2,0 atm
XN2 = 0,8                                            XO2 = 0,2

Observe que visto que a fração molar é a relação entre um valor parcial e um valor total, a soma de todas as frações molares da mistura sempre será igual a 1:

XN2 + Xo2 = 1

Um aspecto importante das pressões parciais dos gases é visto em nosso organismo. O nosso sangue leva gás oxigênio (O2) para as células e tecidos do corpo e retira gás carbônico (CO2) que é liberado na respiração. Essa troca é facilitada pelas diferenças das pressões parciais entre esses gases no sangue e nos tecidos, sendo que ela sempre ocorre no sentido da região de maior pressão para a de menor pressão parcial.

No entanto, essa função pode ficar comprometida no caso de alpinistas e de mergulhadores que atingem altitudes muito baixas ou muito elevadas, onde a pressão do oxigênio respirado muda. Por isso, a importância do uso de equipamento adequado como cilindros de ar comprimido enriquecidos com oxigênio.

A oxigenação do sangue pode se tornar crítica no caso de mergulhadores

*Crédito Editorial: Sergey Goryachev / Shutterstock.com

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

FOGAçA, Jennifer Rocha Vargas. "Lei de Dalton"; Brasil Escola. Disponível em <http://www.brasilescola.com/quimica/lei-de-dalton.htm>. Acesso em 30 de agosto de 2015.

DEIXE SEU COMENTÁRIO
  • jailson oliveira dos santosquinta-feira | 21/08/2014 23:28Hs
    muito bom.
  • Lucas Nogueira Pinheirosexta-feira | 02/05/2014 20:44Hs
    olha foi muito bom esse conteúdo,aprendi muito fique estasiado com tamanha simplicidade de sua explicação. fico muito agradecido aprendi muito mesmo.
  • Mateus Gonçalvesquinta-feira | 04/07/2013 07:40Hs
    Me ajudou muito ... consegui compreender tudo ! Vocês estão de parabéns =)
  • KAUANE STEFANY PASSOS DOS SANTOSquinta-feira | 06/06/2013 21:43Hs
    muito interessante e eu gostei muito da explicaçao...
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