--- title: "El aire, una mezcla de gases" book: "Química escolar — Años 1 a 12" subject: chemistry language: es chapter: 4 exercises: 11 source: https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/4-el-aire-una-mezcla-de-gases license: CC-BY-NC-SA-4.0 credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)" --- # Capítulo 4 — El aire, una mezcla de gases Un día de viento, una cometa tira de su cuerda y, en el lago, una vela se hincha y empuja una barca. Algo las empuja, y sin embargo no se ve nada. Ese algo es el [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air). No podemos verlo, pero está a nuestro alrededor, llena cada botella vacía y cada habitación, y lo tomamos en cada respiración. ¿De qué está hecho el [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air)? **Lo que ya sabes.** [Mezclar](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-mix) es juntar cosas distintas; lo que obtenemos es una mezcla de esas cosas, y al mezclarlas no se pierde nada ([Capítulo 2](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#ch-g2-mixing-and-dissolving)). ![Una cometa y una vela: el aire no se ve, pero empuja.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g4-air-a-mixture-of-gases/img-1870ce84784f.jpg) *Una cometa y una vela: el [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) no se ve, pero empuja.* ## 4.1 El aire está a nuestro alrededor **Ejemplo 4.1 (Un vaso boca abajo).** Metemos un pañuelo de papel seco en el fondo de un vaso vacío. Damos la vuelta al vaso y lo hundimos recto en un cuenco con agua. Cuando lo sacamos, el pañuelo sigue seco. El vaso no estaba vacío: estaba lleno de [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air), y el [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) impedía que entrara el agua. ![Hundimos el vaso boca abajo en el agua. El aire atrapado dentro impide que entre el agua, y el pañuelo sigue seco.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g4-air-a-mixture-of-gases/fig-630ddfac8b40.svg) *Hundimos el vaso boca abajo en el agua. El [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) atrapado dentro impide que entre el agua, y el pañuelo sigue seco.* **Observación 4.2 (El aire es un gas).** El [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) es un gas: no tiene forma propia y se extiende hasta llenar cualquier recipiente. Aun así es materia, y un globo lleno de [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) pesa un poco más que el mismo globo vacío. Qué son los gases, y por qué se comportan así, lo cuenta el libro de física. ## 4.2 El aire es una mezcla **Definición 4.3 (Aire).** El *aire* es la mezcla de gases que rodea la Tierra. No es un único gas: en él hay varios gases [mezclados](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-mix), que se pueden separar unos de otros. **Proposición 4.4 (De qué está hecho el aire).** Sin contar su vapor de agua, el [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) está formado por: - **nitrógeno** , unas cuatro quintas partes del [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) ; - **oxígeno** , más o menos una quinta parte del [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) ; - un poco de **argón** , alrededor de 1 parte de cada 100; - muy poco **dióxido de carbono** , unas 4 partes de cada 10 000, y cantidades diminutas de otros gases. El [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) contiene también **vapor de agua**, invisible: muy poco en un día frío y seco, y hasta unas 4 partes de cada 100 en un día cálido y húmedo. **Ejemplo 4.5 (Cien botellas de aire).** Imagina 100 botellas de [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) seco, con los gases del [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) repartidos en botellas separadas. Unas 78 botellas contendrían nitrógeno, 21 botellas oxígeno y la última botella argón, con unas gotitas de dióxido de carbono y de otros gases. ![Cien cuadrados de aire seco. El cuadrado de abajo a la derecha contiene el argón y el dióxido de carbono, demasiado pequeño para dibujarlo aparte.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g4-air-a-mixture-of-gases/fig-99233614ce9e.svg) *Cien cuadrados de [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) seco. El cuadrado de abajo a la derecha contiene el argón y el dióxido de carbono, demasiado pequeño para dibujarlo aparte.* **Observación 4.6 (Nombres de gases).** Nitrógeno, oxígeno, argón y dióxido de carbono son nombres de gases. Todos son incoloros y no tienen olor. Un capítulo posterior muestra de qué está hecho cada uno, hasta llegar a las piezas diminutas que forman toda la materia. ## 4.3 Lo que inspiramos y lo que espiramos **Proposición 4.7 (El aire espirado).** El [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) que espiramos no es el [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) que inspiramos. Nuestro cuerpo toma parte del oxígeno y desprende dióxido de carbono y vapor de agua: - unas 21 partes de cada 100 del [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) inspirado son oxígeno, pero solo unas 16 partes de cada 100 del [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) espirado; - el dióxido de carbono pasa de unas 4 partes de cada 10 000 a unas 4 partes de cada 100: unas cien veces más; - el nitrógeno se espira tal como se inspiró. ![Aire inspirado y aire espirado, en partes de cada 100 (sin contar el vapor de agua; cifras redondeadas). El dióxido de carbono del aire inspirado, 4 partes de cada 10 000, es demasiado poco para verse como barra.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g4-air-a-mixture-of-gases/fig-a59d9c3b57dd.svg) *[Aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) inspirado y [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) espirado, en partes de cada 100 (sin contar el vapor de agua; cifras redondeadas). El dióxido de carbono del [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) inspirado, 4 partes de cada 10 000, es demasiado poco para verse como barra.* **Ejemplo 4.8 (Una habitación llena de gente).** En un aula pequeña con las ventanas cerradas, treinta personas espiran dióxido de carbono durante toda la mañana. Poco a poco, el [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) del aula contiene menos oxígeno y más dióxido de carbono, y la gente se siente cansada. Al abrir las ventanas vuelve a entrar [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) fresco. ![Un buceador respira el aire de la botella que lleva a la espalda; las burbujas son el aire espirado.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g4-air-a-mixture-of-gases/img-f21b21b5af1a.jpg) *Un buceador respira el [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) de la botella que lleva a la espalda; las burbujas son el [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) espirado.* **Observación 4.9 (Por qué los buceadores respiran aire).** La botella de un buceador está llena de [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) comprimido en un espacio pequeño, no de oxígeno puro: respirar oxígeno puro a mucha profundidad es peligroso. El nitrógeno del [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) está ahí para diluir el oxígeno. ## 4.4 Oxígeno para la vida y para el fuego **Proposición 4.10 (Los seres vivos y las llamas gastan oxígeno).** De todos los gases del [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air), el oxígeno es el que necesitan los seres vivos y las llamas. Los animales y las personas lo toman al respirar; una llama lo toma del [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) que la rodea. Las plantas verdes, con la luz del día, devuelven oxígeno al [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air). **En el laboratorio — Una vela bajo un tarro.** El profesor enciende una vela sobre un azulejo y baja despacio sobre ella un tarro grande de vidrio. La llama se encoge, parpadea y se apaga al cabo de unos segundos: alrededor de la llama, el [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) contiene demasiado poco oxígeno para que siga ardiendo. Bajo un tarro el doble de grande, la vela arde más o menos el doble de tiempo, porque hay más o menos el doble de [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air), y por tanto el doble de oxígeno, para gastar. ![Una vela bajo un tarro de vidrio se apaga cuando queda demasiado poco oxígeno alrededor de su llama.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g4-air-a-mixture-of-gases/img-cab6b262b20d.jpg) *Una vela bajo un tarro de vidrio se apaga cuando queda demasiado poco oxígeno alrededor de su llama.* **Observación 4.11 (El nitrógeno no arde).** El nitrógeno es la mayor parte del [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) y, sin embargo, no mantiene encendida una llama ni lo usa nuestro cuerpo. Si el [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) fuera todo nitrógeno, no podríamos respirar y nada podría arder. ## 4.5 Ejercicios **Ejercicio 4.1 ★.** ¿El [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) es un único gas o una mezcla? Nombra los dos gases principales del [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air). **Solución de Ejercicio 4.1.** Una mezcla. Sus dos gases principales son el nitrógeno y el oxígeno. **Ejercicio 4.2 ★.** ¿Qué fracción del [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air), más o menos, es nitrógeno? ¿Qué fracción, más o menos, es oxígeno? **Solución de Ejercicio 4.2.** Unas cuatro quintas partes del [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) son nitrógeno, y más o menos una quinta parte es oxígeno. **Ejercicio 4.3 ★.** En 100 litros de [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) seco, ¿cuántos litros son nitrógeno, más o menos? ¿Y cuántos son oxígeno? **Solución de Ejercicio 4.3.** Unos 78 litros de nitrógeno y unos 21 litros de oxígeno. **Ejercicio 4.4 ★.** Metemos una botella vacía boca abajo en un barreño con agua. ¿Por qué el agua no llena la botella? **Solución de Ejercicio 4.4.** La botella no está vacía: está llena de [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air), y el [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) atrapado impide que entre el agua. **Ejercicio 4.5 ★.** Mira el diagrama de barras. ¿De qué gas hay menos en el [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) espirado? ¿De qué gas hay más? **Solución de Ejercicio 4.5.** Hay menos oxígeno (16 partes de cada 100 en lugar de 21) y más dióxido de carbono (4 partes de cada 100 en lugar de casi nada). **Ejercicio 4.6 ★.** ¿Qué gas del [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) necesita una llama? ¿Qué gas del [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) necesitamos nosotros para respirar? **Solución de Ejercicio 4.6.** El oxígeno en los dos casos: tanto una llama como nuestro cuerpo usan el oxígeno del [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air). **Ejercicio 4.7 ★.** Mira la figura de los 100 cuadrados. ¿Cuántos cuadrados son nitrógeno? ¿Cuántos no lo son? **Solución de Ejercicio 4.7.** 78 cuadrados son nitrógeno; $100 - 78 = 22$ cuadrados no lo son. **Ejercicio 4.8 ★.** ¿Por qué una vela bajo un tarro se apaga al cabo de un rato? **Solución de Ejercicio 4.8.** La llama gasta el oxígeno del [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) del tarro. Cuando queda demasiado poco oxígeno alrededor de la llama, se apaga. **Ejercicio 4.9 ★.** En 500 litros de [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air), ¿cuántos litros son oxígeno, más o menos? (Una quinta parte del [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) es oxígeno.) **Solución de Ejercicio 4.9.** Una quinta parte de 500 litros: $500 \div 5 = 100$ litros de oxígeno. **Ejercicio 4.10 ★★.** ¿Por qué es buena idea abrir las ventanas del aula entre una clase y otra? **Solución de Ejercicio 4.10.** Las personas del aula inspiran oxígeno y espiran dióxido de carbono. Al abrir las ventanas vuelve a entrar [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) fresco, con más oxígeno y menos dióxido de carbono. **Ejercicio 4.11 ★★.** Una vela arde 10 segundos bajo un tarro pequeño. ¿Cuánto tiempo, más o menos, ardería bajo un tarro que contuviera el triple de [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air)? **Solución de Ejercicio 4.11.** El triple de [aire](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) contiene el triple de oxígeno: unos $3 \times 10 = 30$ segundos.