Lei de Dalton

A partir de uma série de experiências relacionadas às misturas gasosas, em 1801 o cientista inglês John Dalton lançou a Lei de Dalton, ou lei das pressões parciais. A lei de Dalton faz referência aos gases perfeitos e teoriza que a pressão total de um sistema é a soma das pressões parciais de todas as partes, ou seja, as pressões exercidas por cada um dos componentes de uma mistura gasosa aos mesmos valores de temperatura e volume. Assim, temos:

PT = PA + PB + PC + ... Pn

Exemplos:
1) Um estudante de Química deseja saber a pressão total de uma mistura gasosa formada por dióxido de carbono (CO2) e oxigênio (O2). Ele sabe que uma determinada massa do dióxido de carbono, quando ocupa sozinho um recipiente, exerce pressão de 10 atm; e que certa massa de oxigênio, sozinho em um recipiente, exerce uma pressão de 25 atm, na mesma temperatura. Assim sendo, quando os dois gases são misturados num mesmo recipiente, o dióxido de carbono contribui com 10 atm para a pressão total, enquanto o oxigênio contribui com 25 atm. Com base na lei de Dalton, tem-se:

Pt = 10 + 25
Pt = 35 atm

A pressão parcial de qualquer um gás, seja ele perfeito ou real, é necessário ter os valores da fração molar, que corresponde ao número de mols do gás dividido pelo total de mols que compõem a mistura. Veja o exemplo:

2) Um balão contém 48g de O2, 24g de He e 160g de SO2. Deseja-se obter a fração molar (X) de cada um destes gases. Sabendo que a massa molar do O2 é de 32 g/mol-1, do He é de 4 g/mol-1 e do SO2 é de 64 g/mol-1. Calcula-se:

nO2 = 48 g : 32 g/mol-1 = 1,5 mol
nHe = 24 g : 4 g/mol-1 = 6 mols
nSO2 = 160g : 64 g/mol-1 = 2,5 mols

Total = 1,5 + 6 + 2,5 = 10 mols

XO2 = 1,5 : 10 = 0,15
XHe = 6 : 10 = 0,60
XSO2 = 2,5 : 10 = 0,25

Supondo que a pressão total (P) desse sistema for igual a 1000 mm Hg, calcula-se a pressão parcial (P) de cada um dos gases:

PO2 = XO2 . P = 0,15 . 1000 = 150 mm Hg
PHe = XHe . P = 0,60 . 1000 = 600 mm Hg
PSO2 = PSO2 . P = 0,25 . 1000 = 250 mm Hg

A lei de Dalton é estritamente válida para misturas de gases perfeitos. Para que essa lei possa ser aplicada aos gases reais, eles devem se encontrar em pressões suficientemente baixas, para que adotem o comportamento de gases perfeitos.

O interesse pelos sistemas formados por misturas gasosas movimenta pesquisas em vários campos da ciência. Como é o caso da Meteorologia, quando são averiguadas as propriedades da atmosfera, e da Medicina, ao estudar a composição dos gases inspirados e expirados pelos seres humanos. Muitos desses conhecimentos se fundamentam na Lei de Dalton.

Referências:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Dalton
http://pt.scribd.com/doc/49845913/74/LEI-DE-DALTON-DAS-PRESSOES-PARCIAIS

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