Leyes de gases ideales en la industria farmaceutica y salud

Aplicaciones de las leyes de los gases ideales en el área farmacéutica y de la salud

Realizado por: Valeria Cristancho; Alejandra Diaz e Isabella Infante

Leyes de los gases ideales

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Ley de Dalton

Ley de Charles-Gay Lussac

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Ley de Avogadro

Ley de Boyle - Mariotte

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Ley de Charles

Ley de Gay Lussac

La ley de Charles puede utilizarse para calcular la cantidad de óxido nitroso que queda en un cilindro de gas. Este al contener una mezcla de gas y líquido a 20 grados celsius de temperatura ambiente, donde a medida que se elimina el óxido nitroso, el óxido nitroso líquido hervirá y el óxido nitroso gaseoso se expandirá, por lo que algunos manómetros indicarán una presión constante hasta que todo el óxido nitroso líquido haya hervido y quede relativamente poco óxido nitroso. Por lo tanto, para calcular la cantidad de óxido nitroso que queda, es necesario pesar la botella y hacer uso de la ley de Avogadro, sabiendo que el peso molecular del óxido nitroso es 44, podemos calcular la cantidad de óxido nitroso del que disponemos (Kurian, 2015).

Los gases medicinales son almacenados en cilindros que tienen un volumen constante y presiones elevadas (138 Bares en un cilindro lleno de oxígeno/aire). Si estos cilindros son almacenados a altas temperaturas, la presión aumentará causando explosiones. El acero al cromo-molibdeno puede resistir presiones hasta los 210 bares.El debilitamiento del metal en cilindros dañados están en un mayor riesgo de explosión debido al aumento de temperatura. Por esta razón el almacenamiento de los gases medicinales debe ser en un ambiente bien ventilado y seco y se deben mantener alejados de fuentes de calor o ignición. (Kurian, 2015)

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Ley de Charles

En esta ley, Charles dice que a una presión constante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura el volumen del gas disminuye. Esto se debe a que "temperatura" significa movimiento de las partículas. Así que, a mayor movimiento de las partículas (temperatura), mayor volumen del gas.

(Granados-Tinajero, 2018)

La ley de Dalton en la oxigenoterapia hiperbárica

El aire que respiramos tiene un 21% de oxígeno. La oxigenoterapia hiperbárica (HBOT) consiste en respirar un 100% de oxígeno (puro) en un espacio especial llamado cámara hiperbárica; donde la presión del aire en el interior se eleva a un nivel superior a la presión del aire normal (FDA, 2021).

El mecanismo de acción del tratamiento hiperbárico se basa fundamentalmente en la ley de Dalton ya que al aumentar la presión ambiental se consigue un aumento de la presión parcial de oxígeno de forma que la hemoglobina se satura rápidamente y se aumenta el transporte de oxígeno disuelto en plasma y la oxigenación tisular (Manubens, et.al, 1996) .

(Oxigenarte, 2016)

Este sistema terapéutico aprovecha la capacidad de incrementar la presión parcial del oxígeno disuelto en el plasma y conseguir una oxigenación en los tejidos, superior a la que tendrían en condiciones ambientales normales. Donde complementa el efecto terapéutico del tratamiento de enfermedades disbáricas o embolismos gaseosos, haciendo uso de la alta cantidad de oxígeno disponible y la eliminación de residuos de gas inerte (Manubens, et.al, 1996) .

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La ley de Dalton

En la ley de Dalton se dice que la presión total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales que ejercería sus componentes, si cada uno de ellos ocupará individualmente el volumen total de la mezcla, a la misma temperatura.

Esta ley de presión parcial de Dalton también se puede expresar en términos de la fracción molar del gas en la mezcla de la siguiente manera:

(Khan Academy, 2019)

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Ley de Boyle - Mariotte en la Succión con jeringas

Otras aplicaciones

Al empujar el émbolo, el aire atrapado en el interior de la jeringa se comprime (disminuye el volumen) y, según la Ley de Boyle, aumenta la presión. Es decir que al aumentar la presión externa sobre el globo, disminuye su volumen hasta que la presión interna iguale a la presión externa. Al tirar del émbolo el aire atrapado en el interior de la jeringa se expande (aumenta el volumen) y, teniendo en cuenta la Ley de Boyle, se disminuye la presión.

(Chandan G, 2022)

Otras aplicaciones de la Ley de Boyle - Mariotte

• Uso de solución salina en el manguito de un tubo endotraqueal durante la terapia hiperbárica

• Vial

- la presión dentro de los viales es alta - se inyecta aire en el vial mediante una jeringa para reducir la presión. - El contenido del vial se expulsará cuando la presión empiece a reducirse.

Evita una fuga de aire debido a la reducción de volumen a medida que aumenta la presión.

(Anisah, s. f.)

(Chandan G, 2022)

Ley de Avogadro en la respiración

Los pulmones se expanden al llenarse de aire. La espiración reduce el volumen de los pulmones. A medida que aumenta el número de moles de gas. El volumen de la caja torácica también aumenta. Esto obedece a la ley de Avogadro.

(Anisah, s. f.)

Referencias

• Anisah, N. (s. f.). GAS LAW AND APPLICATION IN PHARMACY. prezi.com. https://prezi.com/p/c23gxs5tm6d_/gas-law-and-application-in-pharmacy/?frame=a30b5961d54eb82e712cba045616dffd04fc9abb
• Chandan G, Cascella M. Gas Laws and Clinical Application. [Updated 2022 Aug 29]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2022 Jan-.
• FDA. (2021). Oxigenoterapia hiperbárica: Conozca los hechos. U.S. Food and Drug Administration. https://www.fda.gov/consumers/articulos-para-el-consumidor-en-espanol/oxigenoterapia-hiperbarica-conozca-los-hechos
• Granados-Tinajero, S. (2018). Física y Anestesia (Primera parte). Scielo. https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2448-87712018000300006
• Khan Academy. (2019). Ley de presión parcial de Dalton (artículo). https://es.khanacademy.org/science/ap-chemistry/gases-and-kinetic-molecular-theory-ap/ideal-gas-laws-ap/a/daltons-law-of-partial-pressure
• Kurian, D. (2015). Gas laws in anaesthesia. https://www.slideshare.net/daviskurian/gas-laws-in-anaesthesia
• Manubens ,E. Estañol,N. Robert, M. (1996) La medicina hiperbárica y la anestesiología [Hyperbaric medicine and anesthesiology]. Revisión Español. http://repebis.upch.edu.pe/articulos/actas.peru.anestesiol/v10n1/a4.pdf
• Oxigenarte. (2016). Oxigenoterapia Hiperbárica en el tratamiento del Pie Diabético. OXIGENARTE. https://www.oxigenarte.es/2016/10/12/oxigenoterapia-hiperbarica-en-el-tratamiento-del-pie-diabetico/

GRACIAS