Ley de Dalton

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La ley de Dalton de las presiones parciales es uno de los principios fundamentales para entender el comportamiento de mezclas de gases. Propuesta por John Dalton a comienzos del siglo XIX, esta ley establece que la presión total ejercida por una mezcla de gases no reactivos es igual a la suma de las presiones parciales que cada gas ejercería si estuviera solo, ocupando el mismo volumen a la misma temperatura. En otras palabras, cada gas de la mezcla contribuye de forma independiente a la presión total, como si los demás no existieran.

Esta idea refleja la naturaleza estadística y cinética del comportamiento gaseoso: los átomos y moléculas se mueven en todas direcciones, y las colisiones con las paredes del recipiente —las responsables de la presión— son independientes para cada componente del sistema. La ley de Dalton se aplica de forma ideal cuando no hay interacción entre las partículas de los distintos gases, lo cual es una buena aproximación en condiciones de baja presión y alta temperatura.

Una forma alternativa —y muy útil— de interpretar la ley de Dalton es reconocer que, en condiciones ideales, todos los gases, sin importar su identidad química, se comportan de manera muy similar: como un mismo tipo de sustancia, el gas ideal. Esto significa que podemos pensar en la mezcla como si estuviera compuesta por un solo gas total, homogéneo, cuya presión obedece la ecuación de estado del gas ideal. En este enfoque, la presión total de la mezcla no es más que la presión de ese gas ideal total, y las contribuciones individuales de cada componente no dependen de su naturaleza química, sino únicamente de su proporción en cantidad de sustancia. Esta interpretación refuerza la idea de que el comportamiento gaseoso es una consecuencia del movimiento cinético de las partículas, y no de su estructura interna, lo cual justifica el uso de razones moleculares como la fracción molar para calcular propiedades parciales.

Es importante tener en cuenta que, aunque la ley de Dalton se enuncia originalmente para describir la presión total de una mezcla de gases como la suma de las presiones parciales, su lógica puede extenderse a otros parámetros fundamentales del comportamiento gaseoso. Dependiendo del escenario, tanto los volúmenes (en condiciones iguales de temperatura y presión) como las cantidades de sustancia presentan también una forma aditiva, donde el total se obtiene sumando las contribuciones parciales de cada componente. En consecuencia, sus respectivas fracciones —como la fracción de volumen y la fracción molar— se vuelven herramientas clave en el análisis de mezclas gaseosas, permitiendo una descripción coherente y cuantitativa del sistema. Esta propiedad aditiva es una consecuencia directa del modelo del gas ideal, donde las partículas no interactúan entre sí y cada una aporta de forma independiente a las propiedades macroscópicas del sistema.

Figura 1. Teoremas aditivos relacionados con la Ley de Dalton: (1) Ley de Dalton de las presiones parciales, (2) Aditividad de la cantidad de sustancia, (3) Aditividad de los volúmenes parciales, (4) Fracción de volumen de cada componente, (5) Fracción molar de cada componente.

Las unidades definidas como fracciones, como la fracción molar o la fracción de volumen, presentan una característica distintiva: su valor total es igual a 1 por definición. A diferencia de otras unidades que representan magnitudes absolutas, las fracciones describen proporciones relativas dentro de un sistema, lo que implica que la suma de todas las fracciones de los componentes debe necesariamente dar la unidad completa del conjunto. Esta propiedad resulta especialmente útil para analizar composiciones de mezclas sin necesidad de conocer los valores absolutos de cada componente.

Referencias

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