Disoluciones de un gas en un liquido

Disoluciones de un gas en un liquido

Los gases se disuelven, en general, en los líquidos en una proporción que depende de la naturaleza de ambos. Dejando aparte los casos en que existe una reacción química entre las moléculas de soluto y el disolvente (caso del amoníaco en agua), las disoluciones de gases ideales en un líquido (por ejemplo, oxígeno o nitrógeno en agua) obedecen a la ley de Henry, según la cual, a una temperatura dada, la masa de un gas disuelto en una cantidad determinada de líquido es proporcional a la presión que el gas ejerce sobre la superficie del mismo. Matemáticamente, la ley de Henry se expresa como sigue:

donde:
c es la concentración del gas en la disolución;
k es una constante específica de la combinación disolvente-gas;
Pi es la presión parcial del soluto gaseoso.
Si, por ejemplo, un litro de agua disuelve 0,1 g de cierto gas a 25 °C y una atmósfera de presión y se aumenta la presión parcial a dos atmósferas, permaneciendo constante la temperatura, se disolverán 0,2 g de gas por litro.

La relación que existe entre la presión parcial, Pi  de un componente gaseoso en una mezcla de gases y la presión total, p , es:



donde x¡ es la fracción molar del componente gaseoso en cuestión.

En la sangre, la cantidad de gases disueltos varía con la presión, de acuerdo con la ley de Henry, y los trastornos que acompañan a las descompresiones del organismo cuando se realizan rápidamente («enfermedad de buzo o caisson»), se deben a que durante la compresión los gases del aire se disuelven en el plasma sanguíneo proporcionalmente a la presión, y al disminuir ésta, la cantidad de gas disuelto se desprende en forma de burbujas gaseosas. El oxígeno puede ser absorbido por los tejidos, pero el nitrógeno obtura los capilares y provoca embolias gaseosas. Una forma de reducir este efecto es mediante una descompresión lenta o sustituyendo el aire comprimido por una mezcla de helio y oxígeno, ya que la solubilidad del helio es un quinto de la del nitrógeno.
Cuando se eleva la temperatura de una disolución de un gas en un líquido, se observa, en general, que el gas se desprende. Esto se debe a que, en los líquidos, los gases son menos solubles en caliente que en frío. Este efecto se explica porque, al aumentar la temperatura, aumenta la energía cinética de las moléculas, lo que facilita que las moléculas venzan las atracciones de las moléculas del disolvente y escapen.

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