Física de los gases

1. FÍSICA DE LOS GASES

2. Principios físicos
 Los gases se distinguen de otros estados por su
capacidad de expandirse sin límites, para llenar el
espacio disponible y ejercer una presión uniforme
sobre todas las superficies
 VOLUMEN
 PRESIÓN DENTRO DEL VOLUMEN. Determinada
por la frecuencia de colisión de las moléculas
contra las paredes del recipiente
 TEMPERATURA. Determina la velocidad de
movimiento

3.  El volumen es el espacio que ocupa un gas y se mide en centímetros cúbicos o
mililitros
 La presión se define como una fuerza por unidad de superficie , Se obtiene a través
de la medida de altura a la cual la fuerza puede sostener una columna de mercurio
(mmHg)
 La temperatura es la cuantificación del calor de las moléculas gaseosas en
constante movimiento, mediante el termómetro que mide un cambio de volumen
en respuesta a un cambio de calor.
 Cuando la masa se mide en relación con la fuerza de gravedad se denomina PESO.
El cual se calcula por el número de Abogadro (6.023 x 1023 moléculas por 1g)

4. Leyes de los gases
Ley del gas
perfecto
Ley de Boyle
Ley de
Charles
Ley de Gay-
Lussac
Ley de Dalton
Ley de
Graham

5. Ley del gas perfecto
 Mientras el número de moléculas (n) se mantenga constante y las relaciones(R) se
mantengan proporcionales, las relaciones entre presión (P), volumen (V) y
temperatura (T) son predecibles
nR = P x V / T

6. Ley de Boyle
 A una temperatura constante, la presión varía inversamente con el volumen:
T = P×V
A mayor presión menor volumen

7. Ley de Charles
 Si la presión es constante, el volumen y la temperatura varían en forma
directamente proporcional:
P = T / V
A mayor temperatura mayor volumen

8. Ley de Gay - Lussac
 Si el volumen es constante, la temperatura y la presión varían en forma
directamente proporcional:
V = T / P

9. Ley de Dalton
 En una mezcla de gases cada gas ejerce la presión que ejercería si ocupara por sí
solo todo el volumen.

10. Ley de Graham
 Los índices de difusión a través de orificios o de membranas son inversamente
proporcionales a la raíz cuadrada del peso molecular

11. EL AIRE O GAS AMBIENTE
 La atmósfera está compuesta de una mezcla de moléculas de gases que se
denomina aire o gas ambiente
 Presión atmosférica a nivel del mar es de 760mmHg la cual varía según la altura

12.  La presión atmosférica disminuye a mayor altura y determina la PO2 del aire
ambiente.

13.  Según la Ley de Dalton. “LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA TOTAL RESULTA DE LA SUMA
DE LAS PRESIONES INDIVIDUALES DE LOS GASES MEZCLADOS QUE
CONSTITUYEN EL AIRE, Y CADA UNA DE ESAS PRESIONES ACTÚA DE MANERA
INDEPENDIENTE”
 La presión parcial de un gas se mantiene sin cambios, y es independiente de la
presión parcial de otros gases de la misma mezcla.

14. Aire atmosférico
 El 21% del aire esta compuesto por oxígeno, a nivel del mar la PO2 es el 21% de
760mmHg )(159mmHg)
 La concentración del bióxido de carbono es tan baja, que puede ser considerada
como cero.
 El nitrógeno del aire es un gas metabólicamente inerte

15. Presión de vapor de agua
En forma gaseosa el agua se denomina VAPOR DE AGUA o agua molecular y
se hace referencia a ella como humedad,
Cuando existe en una mezcla de gases sigue sus leyes y ejerce una presión
parcial
A la temperatura corporal el gas alveolar contiene 100% humedad y el gas
alveolar ideal tiene una presión de vapor de agua de 47 mmHg

16. Difusión
 El Movimiento constante molecular hace que se desplacen
de un lugar de mayor concentración hacia el de menor
concentración
 A mayor diferencia de presión mas rápido será el
movimiento neto
 Cada gas se mueve de acuerdo con su propio gradiente
de presión sin importar la actividad de los demás gases de
la muestra
 Se detiene cuando las presiones parciales son iguales en
ambos lados (Equilibrio dinámico)

17. Solubilidad
 LEY DE HENRY
Cuando Se expone un líquido a la atmósfera,
las moléculas del gas de la atmósfera
penetran en el líquido y se mantienen en
solución si no hay combinación con los
componentes del líquido.
 Las moléculas del gas entran y salen del
líquido hasta que haya equilibrio
 La presión de los gases disueltos en el
líquido será entonces igual a la presión de los
gases en la atmósfera, o sea que las presiones
parciales, de los gases líquidos son iguales a
las presiones parciales de los gases
atmosféricos

18.  La sangre venosa tiene PCO2 de 46 mm Hg y PO2 de 40 mm Hg.
 El aire ambiente tiene PCO2 de 0 y PO2 de 159 mm Hg.
 Por consiguiente, el CO2 saldría hacia la atmósfera, y el oxígeno entraría de
la atmósfera a la sangre

19. AIRE O GAS ALVEOLAR
 A nivel del alvéolo se produce paso
de oxígeno hacia la sangre y salida de
CO2 hacia el aire.
 El aire del alvéolo es constantemente
renovado por la inspiración y la
espiración

20.  El aire alveolar difiere de su composición del aire atmosférico

21.  El paso de gases a través de la membrana o intercambio de gases, se hace
por el proceso de disfusión alveolocapilar, de acuerdo con los gradientes de
presión .

22. GASES SÉRICOS
 La difusión alveolar es inmediata para el CO2
 La difusión del oxígeno es más lenta debido a que su solubilidad es mucho menor, y
no se alcanza a producir equilibrio total
 Esta diferencia de 5 mm Hg, debido a la lenta difusión y menor solubilidad del
oxígeno
 La diferencia (AaDO2) se debe, además, al “shunt” normal , a nivel del mar es de 5 a
10 mm Hg

23.  La respiración es el fenómeno de captación de oxígeno y de eliminación de CO2.
 Es la “arterialización” de la sangre, que ocurre en una fracción de segundo, durante
el paso de sangre venosa por el capilar pulmonar, y su exposición al aire alveolar a
través de la membrana alvéolo-capilar.
 Los gradientes de presión y bajo nivel de pH tisular ácido hace que se produzca
intercambio de gases.

24. REGULACIÓN ÁCIDO-BASE
 El CO2 entra en la sangre y el Co2 en solución , mantiene una relación
directa con el ácido carbónico (H2CO3)
 La medición de PaCO2 equivale a la medición de la concentración
plasmática de ácido carbónico.
 El ácido carbónico es un ácido muy volátil que facilmente se convierte
de líquido a gas.
 Su regulación es muy rápida por el mecanismo respiratorio. Cualquier
cambio de concentración plasmática de H2CO3 se debe a función
respiratoria

25.  El ácido carbónico a su vez, reacciona en solución así:
H2CO3 ----- H+ + HCO–3
 La presencia de iones hidrógeno disociados (H+) en una solución depende
de la disponibilidad de “buffers” o amortiguadores.
Henderson expresó esta relación así:
H+ = K × A/ B

26.  Cuando el CO2, que proviene del metabolismo de los tejidos, entra al capilar y se
disuelve en el agua del plasma (dCO2), se produce la siguiente reacción:
H2O+dCO2 -------- H2CO3 -------- H+HCO– 3
 Su regulación se hace por dos mecanismos:
a) pulmonar, por regulación del CO2;
b) renal, por regulación del bicarbonato (HCO–3)
 La relación entre la concentración de bicarbonato del plasma y la concentración del
ácido carbónico del plasma determina el pH de la sangre.
 La actividad de los iones hidrógeno está gobernada por la relación de los
“buffers” o amortiguadores sanguíneos, o sea de los ácidos y las bases