الضغط الجزئي للغازات

ضغط جزئي، قانون الضغوط الجزئية ، أو قانون دالتون اقترحه العالم جون دالتون، والتي قامت بالعديد من دراسات الأرصاد الجوية والمتعلقة بتكوين الهواء الجوي. وفقا له،

“ضغط جزئي هي القوة التي تمارسها جزيئات الغاز على جدران الحاوية ، والتي هي بالضبط نفس القوة التي ستؤثر بها إذا كانت في خليط الغاز.”

بناءً على هذا الاستنتاج ، ذكر دالتون أن الضغط الذي يمارسه خليط الغاز (الضغط الكلي ، Pt) في تساوي جدران الحاوية مجموع الضغوط الجزئية الفردية لكل من الغازات التي تتكون منها مزج.

ص_ر = ص_ال + ص_ب + ص_ج

بحيث،

ص_ال = الضغط الجزئي للغاز أ
ص_ب = الضغط الجزئي للغاز ب
ص_ج = الضغط الجزئي للغاز C

على سبيل المثال ، إذا كان لدينا خليط يتكون من غازات الهيدروجين (H₂) ، الأكسجين (O₂) وثاني أكسيد الكربون (CO₂) داخل الحاوية ، يكون ضغط هذا الخليط ناتجًا عن مجموع ضغوط كل من هذه الغازات ، وبالتالي:

ص_ر = ص_H2 + ص_O2 + ص_{ثاني أكسيد الكربون}

1- علاقة الضغط الجزئي بالضغط الكلي

وفقا لجون دالتون ، فإن العلاقة بين ضغط جزئي من غاز معين (ص_ال) مع الضغط الكلي لخليط الغاز يساوي دائمًا الكسر المولي (X_ال) الغاز ، وينتج عن الصيغة التالية:

ص_ال = س_ال
ص_ر

من الجدير بالذكر أن الكسر المولي للغاز يتم الحصول عليه من خلال النسبة بين عدد المولات (nA) لهذا الغاز بواسطة

رقم المول (nt) من خليط الغازات (الناتج عن مجموع عدد المولي لجميع الغازات التي يتكون منها الخليط).

X_ال = لا_ال
لا_ر

وبالتالي ، إذا استبدلنا صيغة الكسر المولي للغاز في التعبير عن العلاقة بين الضغوط الجزئية ، فلدينا:

ص_ال = لا_ال
ص_ر لا_ر

2- الضغط الكلي لخليط الغازات

يمكن العثور على الضغط الكلي لخليط الغاز ليس فقط عن طريق إضافة الضغوط الجزئية للغازات التي يتكون منها. يمكن حسابها باستخدام معادلة كلابيرون:

ص_ر.الخامس_ر = ن_ر.R.T

يمكن استخدام هذه الصيغة لحساب الضغط الكلي ، طالما يتم استخدام حجم الحاوية (أو الحجم الكلي للغازات) وإجمالي عدد المولي (n)._ر)، يجري:

R = ثابت الغاز العام
T = درجة حرارة الخليط بالكلفن

ملحوظة: إذا كانت درجة الحرارة بالدرجات المئوية ، قم بتغييرها إلى كلفن ؛ للقيام بذلك ، أضف فقط القيمة المقدمة مع 273.

3- مثال على تطبيق ضغط جزئي للغاز

مثال: (FEI SP) في حاوية 44.8 لتر ، تم الاحتفاظ بها عند 273 كلفن ، تم خلط 4 مول من غاز الهيدروجين و 6 مول من غاز الأكسجين في CNTP. الضغوط الجزئية لـ H.₂ انها ال₂، في الغلاف الجوي ، على التوالي:

أ) 1.0 و 2.0

ب) 3.0 و 4.5

ج) 0.8 و 1.2

د) 1.0 و 1.5

هـ) 2.0 و 3.0

البيانات التي يوفرها التمرين:

درجة الحرارة = 273 كلفن
حجم النظام = 44.8 لتر
عدد مولات غاز الهيدروجين = 4 مولات
عدد مولات غاز الأكسجين = 6 مولات

ص_H2= ?

ص_O2= ?

1^ا الخطوة: احسب إجمالي عدد المولات

لا_ر = ن_H2 + ن_O2

لا_ر = 4 + 6

لا_ر = 10 مول

2^ا الخطوة: احسب الضغط الكلي (Pt) للنظام باستخدام معادلة Clapeyron

ص_ر.الخامس_ر = ن_ر.R.T

ص_ر.44,8 = 10.0,082.273

ص_ر.44,8 = 223,86

ص_ر = 223,86
44,8

ص_ر = 4.996875 atm ، ثم P._ر انها حوالي 5 أجهزة الصراف الآلي

3^ا الخطوة: احسب الضغط الجزئي لغاز الهيدروجين

ص_H2 = لا_H2
ص_ر لا_ر

ص_H2 =  4
 5 10

ص_H2.10 = 4.5

ص_H2.10 = 20

ص_H2 = 20
10

ص_H2 = 2 أجهزة الصراف الآلي

4^ا الخطوة: احسب الضغط الجزئي لغاز الأكسجين

نظرًا لأن لدينا غازين فقط في الخليط ونعرف ضغط أحدهما والضغط الكلي ، لحساب الضغط الجزئي لغاز الأكسجين ، ما عليك سوى استخدام تعبير الضغط الكلي للخليط:

ص_ر = ص_H2 + ص_O2

5 = 2 + ص_O2

ص_O2 = 5 – 2

ص_O2 = 3 أجهزة الصراف الآلي

بي ديوغو لوبيز دياس

مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pressao-parcial-dos-gases.htm