Ejemplos de mezclas de gases
Sesenta mezclas de gases reales, del aire al heliox o el Inergen, con su composición y la ley de Dalton explicada con ejercicios.
Una mezcla de gases es la unión física de dos o más sustancias en estado gaseoso que no reaccionan entre sí. El ejemplo más cercano es el aire que respiramos, pero también lo son el gas natural de la cocina, el nitrox de los buceadores o el gas que hace brillar un láser. En este artículo encontrarás 60 ejemplos reales clasificados por ámbitos, con su composición, y ejercicios resueltos para practicar.
¿Qué es una mezcla de gases?
Es una mezcla en la que todos los componentes están en estado gaseoso. Como las moléculas de un gas se mueven libremente y ocupan todo el volumen disponible, dos gases cualesquiera que no reaccionen se interpenetran por difusión hasta repartirse de forma uniforme. Por eso toda mezcla de gases es una mezcla homogénea: a simple vista, y también al microscopio, presenta una sola fase.
Su comportamiento lo describe la ley de las presiones parciales, formulada por John Dalton en 1801: la presión total de la mezcla es la suma de las presiones que ejercería cada gas si ocupase él solo el recipiente. La presión parcial de cada componente es igual a su fracción molar multiplicada por la presión total.
Características
- Siempre homogéneas: los gases son miscibles en cualquier proporción.
- Composición variable: el nitrox puede llevar un 32 % o un 36 % de oxígeno y sigue siendo nitrox.
- Cada gas conserva sus propiedades: el oxígeno del aire mantiene la combustión y el nitrógeno sigue siendo inerte.
- Se describen por fracciones: en porcentaje en volumen (que en gases ideales coincide con el porcentaje en moles) o en partes por millón.
- Se separan por métodos físicos: licuación y destilación fraccionada (así obtuvo Carl von Linde oxígeno y nitrógeno del aire a escala industrial a partir de 1895), adsorción por cambio de presión (PSA) y membranas.
60 ejemplos de mezclas de gases
Atmósferas y gases naturales
| Mezcla | Composición |
|---|---|
| Aire seco | Nitrógeno 78,08 %, oxígeno 20,95 %, argón 0,93 % y CO2 en torno al 0,04 %. |
| Aire húmedo | Aire seco más vapor de agua, que puede llegar al 4 % en climas tropicales. |
| Aire espirado | Unos 16 % de oxígeno y 4 % de CO2, saturado de vapor de agua. |
| Gas natural | Sobre todo metano, con etano, propano, butano, nitrógeno y CO2. |
| Biogás | Metano (50-70 %) y CO2 (30-50 %) de la digestión anaerobia de residuos. |
| Gas de vertedero | Metano y CO2 a partes casi iguales, con trazas de sulfuro de hidrógeno. |
| Grisú | Metano mezclado con el aire de las minas de carbón; explota entre el 5 y el 15 % de metano. |
| Gases volcánicos | Vapor de agua mayoritario, CO2, dióxido de azufre y sulfuro de hidrógeno. |
| Atmósfera de Venus | CO2 (96,5 %) y nitrógeno (3,5 %). |
| Atmósfera de Marte | CO2 (≈95 %), nitrógeno (≈2-3 %) y argón (≈2 %). |
| Atmósfera de Júpiter | Hidrógeno (≈90 %) y helio (≈10 %). |
| Atmósfera de Saturno | Hidrógeno (≈96 %) y helio (≈3 %). |
| Atmósfera de Urano | Hidrógeno (≈83 %), helio (≈15 %) y metano (≈2 %), que le da su color azulado. |
| Atmósfera de Titán | Casi todo nitrógeno, con metano (hasta un 5 % cerca de la superficie). |
| Gas interestelar | Alrededor de tres cuartas partes de hidrógeno y una cuarta de helio, en masa. |
Combustibles y combustión
| Mezcla | Composición |
|---|---|
| Gas licuado del petróleo (GLP) | Propano y butano; se almacena líquido y se quema como gas. |
| Gas de los mecheros | Butano e isobutano, a veces con algo de propano. |
| Gas ciudad o gas de hulla | Hidrógeno y metano con monóxido de carbono; se repartía por las ciudades antes del gas natural. |
| Gas de agua | Monóxido de carbono e hidrógeno, obtenidos al pasar vapor sobre coque al rojo. |
| Gas de síntesis | Monóxido de carbono e hidrógeno; materia prima del metanol. |
| Gas pobre | Monóxido de carbono y nitrógeno; movía los coches con gasógeno de la posguerra. |
| Gas de alto horno | Nitrógeno mayoritario, monóxido de carbono y CO2. |
| Gas de refinería | Hidrógeno, metano y etano que se queman en la propia refinería. |
| Gas natural con hidrógeno | Metano al que se inyecta un pequeño porcentaje de hidrógeno renovable. |
| Mezcla aire-gasolina del motor | Gasolina vaporizada y aire en proporción ideal de 14,7 a 1 en masa. |
| Mezcla oxiacetilénica | Oxígeno y acetileno; la llama del soplete supera los 3000 °C. |
| Gas oxhídrico | Hidrógeno y oxígeno en proporción 2 a 1; arde de forma explosiva. |
| Gases de escape | Nitrógeno, CO2 y vapor de agua, con monóxido de carbono y óxidos de nitrógeno. |
Respiración, buceo y medicina
| Mezcla | Composición y uso |
|---|---|
| Nitrox | Aire enriquecido con oxígeno, típicamente al 32 % o al 36 %. |
| Heliox | Helio y oxígeno; buceo profundo y obstrucciones de las vías respiratorias. |
| Trimix | Oxígeno, helio y nitrógeno para inmersiones técnicas. |
| Heliair | Aire al que se añade helio; un trimix sencillo de preparar. |
| Hidrox | Hidrógeno con un 4 % de oxígeno; lo probó el sueco Arne Zetterström en 1945. |
| Hidreliox | Hidrógeno, helio y oxígeno; la empresa COMEX lo empleó en 1988 para bajar a 534 m. |
| Entonox | Óxido nitroso y oxígeno al 50 %; analgesia en partos y urgencias. |
| Carbógeno | Oxígeno (95 %) y CO2 (5 %), usado en investigación y radioterapia. |
| Aire medicinal sintético | Oxígeno (21 %) y nitrógeno (79 %) puros mezclados en el hospital. |
| Mezcla anestésica | Vapor de sevoflurano en oxígeno o en aire. |
| Gas para la prueba de difusión pulmonar | 0,3 % de monóxido de carbono, un gas trazador, oxígeno y nitrógeno. |
Industria, iluminación y laboratorio
| Mezcla | Composición y uso |
|---|---|
| Gas de soldadura MAG | Argón y CO2 (por ejemplo, 82/18) para soldar acero. |
| Gas de soldadura TIG | Argón y helio para soldar aluminio. |
| Gas de formación | Nitrógeno con hasta un 5 % de hidrógeno; evita la oxidación al tratar metales. |
| Gas P-10 | Argón (90 %) y metano (10 %) para detectores de radiación. |
| Inergen (IG-541) | Nitrógeno 52 %, argón 40 % y CO2 8 %; apaga incendios en salas de servidores. |
| Argonite (IG-55) | Nitrógeno y argón al 50 %, también para extinción. |
| Atmósfera modificada de envasado | Nitrógeno y CO2 (y oxígeno para la carne roja) dentro de las bandejas. |
| Atmósfera controlada de frigoríficos | Nitrógeno con muy poco oxígeno y algo de CO2 para conservar manzanas y peras meses. |
| Gas para cerveza negra | Unos 70-75 % de nitrógeno y 25-30 % de CO2, que da una espuma cremosa. |
| Relleno de bombillas incandescentes | Argón con algo de nitrógeno, que frena la evaporación del filamento. |
| Tubo fluorescente | Argón a baja presión y vapor de mercurio. |
| Lámpara de sodio de baja presión | Neón con un 1 % de argón y vapor de sodio; luz amarilla de las farolas antiguas. |
| Pantalla de plasma | Neón y xenón en cada celda. |
| Láser de helio-neón | Helio y neón (unas 10 partes por 1); emite luz roja de 632,8 nm. |
| Láser de CO2 | CO2, nitrógeno y helio; corta metales con luz infrarroja. |
| Láser excímero de fluoruro de argón | Argón y flúor diluidos en neón; se usa en la cirugía de la miopía. |
| Refrigerante R-410A | R-32 y R-125 al 50 % en masa; aires acondicionados. |
| Refrigerante R-407C | R-32, R-125 y R-134a (23/25/52 %). |
| Gas de calibración | Concentración exacta de metano o monóxido de carbono en aire para ajustar detectores. |
| Aire ozonizado | Aire con ozono producido por descargas eléctricas para desinfectar. |
| Aire perfumado | Aire con moléculas de perfume evaporado; el olor se extiende por difusión. |
Tipos de mezclas de gases
- Naturales: atmósferas planetarias, gases volcánicos, grisú, gas natural.
- Artificiales: preparadas a medida en botellas (soldadura, buceo, medicina, láseres).
- Inertes: no arden ni mantienen la combustión (Inergen, gas de bombillas).
- Combustibles: contienen gases que arden (GLP, gas de síntesis, biogás).
- Comburentes o respirables: llevan oxígeno suficiente para respirar o quemar (aire, nitrox, heliox).
Cuando un gas se mezcla con un líquido o con un sólido, la mezcla deja de ser solo gaseosa: puedes verlo en los ejemplos de mezclas gas-líquido y en los ejemplos de mezclas gas-sólido.
Ejercicios resueltos
1. ¿Cuál es la presión parcial del oxígeno en el aire a nivel del mar (1 atm)?
Se multiplica la fracción de oxígeno por la presión total: 0,21 × 1 atm = 0,21 atm.
2. Un buceador respira aire (21 % de O2 y 79 % de N2) a 30 m, donde la presión absoluta es de 4 bar. Calcula las presiones parciales.
O2: 0,21 × 4 = 0,84 bar; N2: 0,79 × 4 = 3,16 bar. Suman 4 bar, como dice la ley de Dalton.
3. Con nitrox al 32 % y un límite de 1,4 bar de presión parcial de oxígeno, ¿a qué profundidad máxima se puede bajar?
Presión máxima = 1,4 / 0,32 = 4,375 bar. Restando 1 bar de la atmósfera y contando 1 bar por cada 10 m: (4,375 − 1) × 10 = 33,75 m, es decir, unos 33 m.
4. Una sala de servidores se inunda con 100 m³ de Inergen. ¿Cuánto entra de cada gas?
Con 52 %, 40 % y 8 %: 52 m³ de nitrógeno, 40 m³ de argón y 8 m³ de CO2.
5. ¿Cuáles son mezclas de gases: aire, vapor de agua, heliox, CO2 de un extintor, biogás?
Aire, heliox y biogás. El vapor de agua y el CO2 del extintor son sustancias puras.
6. Si un motor quema 2 kg de gasolina con la mezcla ideal, ¿cuánto aire necesita?
2 × 14,7 = 29,4 kg de aire.
Importancia
Las mezclas de gases están en la base de la vida (respiramos una), de la energía (gas natural, biogás, gas de síntesis), de la seguridad (extintores inertes, atmósferas protectoras) y de la medicina (anestesia, analgesia, pruebas respiratorias). Entender las presiones parciales es lo que permite bucear a gran profundidad sin intoxicarse por oxígeno ni sufrir narcosis por nitrógeno, y estudiar las atmósferas de otros planetas nos ayuda a comprender el clima de la Tierra. Para ver estas mezclas dentro del conjunto, consulta los ejemplos de mezclas y los ejemplos de mezclas homogéneas.
Preguntas frecuentes
¿Las mezclas de gases son siempre homogéneas?
Sí. Los gases que no reaccionan entre sí se mezclan por difusión en cualquier proporción y forman una sola fase. Solo dejan de ser homogéneas si contienen gotas o partículas sólidas, como la niebla o el humo.
¿Qué dice la ley de Dalton?
Que la presión total de una mezcla de gases es la suma de las presiones parciales de sus componentes. La presión parcial de cada gas es su fracción molar multiplicada por la presión total.
¿El aire es una mezcla o un compuesto?
Es una mezcla. Sus gases no están unidos químicamente, su composición varía (por ejemplo, en humedad) y se pueden separar por métodos físicos como la destilación fraccionada del aire líquido.
¿Por qué los buceadores profundos respiran helio?
Porque a mucha presión el nitrógeno produce narcosis y el oxígeno se vuelve tóxico. El helio sustituye a parte de ambos, no es narcótico y es menos denso, lo que facilita la respiración.
¿Cómo se separan los gases de una mezcla?
Por métodos físicos: licuación y destilación fraccionada, adsorción en materiales como las zeolitas (PSA) o membranas que dejan pasar unos gases más deprisa que otros.
Referencias
- Chang, R. y Goldsby, K. A. Química. México: McGraw-Hill.
- Atkins, P. y Jones, L. Principios de química: los caminos del descubrimiento. Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana.
- National Oceanic and Atmospheric Administration. NOAA Diving Manual: Diving for Science and Technology. Flagstaff: Best Publishing.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2026). «Ejemplos de mezclas de gases». Conceptualia. https://conceptualia.es/ejemplos/ejemplos-de-mezclas-de-gases/
