Semana 9: Estado Gaseoso y Aplicaciones en Medicina

Study Notes

El estado gaseoso es una de las cuatro formas fundamentales de la materia, junto con el estado sólido, líquido y plasma.
En este estado, las partículas de una sustancia (átomos o moléculas) se encuentran en constante movimiento y están muy separadas entre sí.
Características de los gases:
- Partículas en movimiento rápido
- Alta compresibilidad
- Expansión
- Baja densidad
- Difusión

Un gas se compone de moléculas que están separadas entre sí por distancias mucho mayores que su propio tamaño.
Las moléculas gaseosas están en movimiento constante en direcciones aleatorias.
Las colisiones entre las moléculas son perfectamente elásticas.
Las moléculas gaseosas no ejercen ni fuerzas atractivas ni fuerzas repulsivas entre ellas, ni con el recipiente que las contiene.
La energía cinética de las moléculas es proporcional a la temperatura del gas, en grados Kelvin.

Asumen el volumen y la forma del recipiente
Son altamente compresibles
Siempre se combinan completamente cuando se confinan varios gases en un mismo recipiente
Tienen densidades mucho menores que las de los líquidos y los sólidos

Los gases ideales son una simplificación teórica que asume condiciones ideales.
Los gases reales no cumplen con todas las suposiciones de los gases ideales, especialmente en condiciones extremas de presión y temperatura.

La ecuación de Van der Waals es una modificación de la ecuación de los gases ideales que tiene en cuenta el volumen propio de las moléculas y las fuerzas intermoleculares.

Ley de Boyle: establece que el volumen de una cantidad fija de gas es inversamente proporcional a la presión, siempre que la temperatura permanezca constante.
Ley de Charles: establece que el volumen de una cantidad fija de gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta, siempre que la presión permanezca constante.
Ley de Gay-Lussac: establece que la presión de una cantidad fija de gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta, siempre que el volumen permanezca constante.
Ley de Avogadro: establece que el volumen de un gas es directamente proporcional a la cantidad de gas, a una temperatura y presión constantes.
Ley de los gases ideales: combina las leyes de Boyle, Charles y Avogadro en una sola ecuación.
Ley de Dalton de las presiones parciales: establece que la presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de cada uno de los gases que la componen.

Aplicación de la ley de Dalton en medicina: se utiliza para preparar mezclas de gases para anestesia y respiración.
Efectos biológicos de la disminución de la presión atmosférica: mal de altura, hipoxia, policitemia, acidosis respiratoria.
Efectos biológicos del aumento de la presión atmosférica: narcosis por nitrógeno, toxicidad del oxígeno, barotrauma, síndrome nervioso de alta presión.

La ley de Henry establece que, a una temperatura constante, la cantidad de gas que se disuelve en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial del gas sobre el líquido.### La Constante de Henry
La constante de Henry se representa como C = kH × P, donde C es la concentración del gas disuelto, kH es la constante de Henry y P es la presión parcial del gas.
La constante de Henry para el oxígeno en la sangre a la temperatura corporal (37°C) es aproximadamente 0.003 ml O2/ml sangre⋅mmHg.

La ley de Henry explica la solubilidad de gases, por lo que más gas se disuelve en un líquido bajo alta presión, como en la carbonatación de bebidas.
En fisiología respiratoria, la ley de Henry determina cómo el O₂ y CO₂ se disuelven en la sangre en los pulmones.
En medicina hiperbárica, la ley de Henry se utiliza para aumentar la solubilidad de oxígeno en la sangre en tratamientos hiperbáricos.

Se puede calcular la concentración de oxígeno disuelto en la sangre mediante la fórmula C = kH × P, donde se sustituyen los valores conocidos.
Ejemplo: C = (0.003 ml O2/ml sangre⋅mmHg) × (100 mmHg) = 0.3 ml O2/ml sangre.