Съвети за изчисляване на частичния обем на даден газ

Този текст предлага съвети за изчисляване на частичния обем на даден газ. Не забравяйте, че частичен обем на газ е пространството, което газът заема вътре в контейнер, когато върху него се упражнява пълното налягане на газовата смес.

О изчисляване на частичния обем на газ може да вземе предвид няколко променливи, като например:

• Количеството на веществото в газа;

• Количеството на веществото в газовата смес;

• Общото налягане на газовата смес;

• Общият обем на газовата смес;

• Делът на количеството вещество в газа;

• Температурата на газовата смес в Келвин.

Следвайте сега съвети за изчисляване на частичния обем на даден газ, в който използваме всички променливи, предложени по-горе:

→ 1-ви съвет: Формули

• За да се изчисли общият обем (V_T) от газовата смес, използвайте:

Vt = V_НА + V_Б. + V_{° С} + ...

• За да се изчисли частичният обем на газ от част от количеството на веществото на газ (X_НА ) и общия обем (V_T), използвайте:

V_НА = х_НА
V_T

• За да се изчисли фракцията в количеството вещество в газа (X_НА), използваме връзката между количеството вещество в газа (n_НА) и сместа (n_T):

х_НА = не_НА
nt

• За да се изчисли частичният обем на газ от количествата вещество в газа и сместа (n_T), използвайте:

V_НА= не_НА
V_T не_T

• За да изчислите количеството вещество в даден газ, просто разделете масата на неговата моларна маса (изчислено с помощта на молекулната формула на веществото):

не_НА = м_НА
М_НА

• За да се изчисли количеството на цялата материя (n_T) от сместа, трябва да добавим количествата вещества на всички газове:

не_T = п_НА + n_Б. + n_{° С} + ...

• Формула, отнасяща се до парциалното налягане (P_НА ) и частичния обем (V_НА ) на газ:

P_НА= V_НА
P_T V_T

→ 2-ри съвет

Когато упражнението изисква частично изчисляване на обема, но осигурява парциално налягане на смесените газове:

• Ключов елемент, който упражненията ще осигурят, в допълнение към частичния натиск, е обемът на системата;

• Предвидените частични налягания трябва да се добавят, за да се намери общото налягане в системата (Pt):

P_T = Р_НА + P_Б. + P_{° С}

• За да определите частичния обем на всеки газ в сместа, просто използвайте следния израз:

P_НА= V_НА
P_T V_T

Пример:Смес се образува от газовете CO, O₂ и така₂, в контейнер, чийто обем е 5L. Всеки газ, съдържащ се в контейнера, има следното парциално налягане, съответно: 0,50 атм, 0,20 атм и 0,30 атм. Изчислете частичните обеми за всеки от компонентите на тази газова смес.

1-ва стъпка: Добавете парциалните налягания (0,50 atm, 0,20 atm и 0,30 atm) на трите доставени газа (CO, O₂ и така₂):

P_T = Р_CO + P_O2 + P_SO2

P_T = 0,5 + 0,2 + 0,3

P_T = 1 атм

2-ра стъпка: Изчислява се частичният обем на CO, като се използва общият обем (5L), неговото парциално налягане (0,5 atm) и общото налягане (1 atm) в израза:

P_CO = V_CO
P_T V_T

0,5 = V_CO
15

1. V._CO = 0,5.5

V_CO = 2,5 L

3-та стъпка: Изчислете частичния обем на O₂ като се използва общият обем (5L), неговото парциално налягане (0,2 атм) и общото налягане (1 атм) в израза:

P_O2= V_O2
P_T V_T

0,2 = V_O2
1 5 

1. V._O2 = 0,2.5

V_O2 = 1 L

Стъпка 4: Изчислете частичния обем на ОС₂ като се използва общият обем (5L), неговото парциално налягане (0,2 атм) и общото налягане (1 атм) в израза:

P_SO2= V_SO2
P_T V_T

0,3 =  V_SO2
1 5

1. V._SO2 = 0,3.5

V_SO2 = 1,5 л

→ 3-ти съвет

Изчисляване на частичния обем на газ, като се използват моларни проценти:

• В този тип ситуация упражнението осигурява общото налягане, моларните проценти на газовете и общия обем на системата;

• Дадените моларни проценти са фракциите в количеството вещество на всеки газ. За да ги използвате при изчисления, просто разделете на 100;

• Формулата, посочена за определяне на частичния обем на газа, е както следва:

V_НА = х_НА
V_T

Пример: Въздухът е смес от газове. Повече от 78% от тази смес е азот. Кислородът представлява около 21%. Аргон, 0,9% и въглероден диоксид, 0,03%. Останалото се състои от други газове. Обемът, зает от кислорода в тази смес, в среда от 10 L е равен на?

1-ва стъпка: трансформира процента на кислородния газ (O₂) в моларна част, разделяща дадената стойност на 100:

х_O2 = 21
100

х_O2 = 0,21

2-ра стъпка: използвайте общия обем (33,6 L) и фракцията в количество вещество от O₂ (0.21) в израза:

V_O2 = х_O2
V_T

V_O2 = 0,21
10

V_O2 = 10. 0,21

V_O2 = 2,1 L

→ 4-ти съвет

Когато упражнението информира обеми, температури и налягания на всеки газ, тогава се казва, че те са смесени и започват да оказват нов натиск.

• В този случай имаме обема, налягането и температурата на всеки газ поотделно;

• Упражнението ще информира натиска, който сместа от тези газове упражнява при нова температура;

• Изчислете броя на моловете на всеки газ (n_НА) чрез неговото налягане, обем и температура (в Келвин) в израза на клапейрон:

P_НА.V_НА = п_НА.R.T

След като се изчисли броят на моловете на всеки газ, е необходимо да се добавят заедно, за да се определи общият брой на моловете (n_T):

не_T = п_НА + n_Б. + ...

С броя на бенките трябва да определим общия обем чрез общото налягане на контейнера и температурата, също в уравнението на Клапейрон

P_T.V_T = п_T.R.T

В края ще имаме достатъчно данни, за да изчислим частичния обем на всеки газ (V_НА) през неговия мол номер (n_НА), общ брой молове и общ обем в израза по-долу:

V_НА = не_НА
V_T не_T

Пример:Обем от 8,2 L водороден газ, който е при 227 ° C, упражняващ налягане от 5 atm, и обем от 16,4 L азотен газ, при 27 ° C и 6 atm, се прехвърлят в друг съд, поддържан при постоянна температура от -73 ° С. Знаейки, че сместа сега оказва налягане от 2 атм, изчислете обема на контейнера и частичните обеми на всеки газ. Дадено: R = 0,082 атм. къртица^-1.К^-1

1-ва стъпка: изчислява броя на моловете на всеки газ, като се използва обем, температура (в Келвин; просто добавете дадената стойност към 273) и налягане:

• За водороден газ (H₂)

P_Н2.V_Н2 = п_Н2RT

5.8.2 = п_Н2.0,082.500

41 = п_Н2.41

не_Н2 = 41
41

не_Н2 = 1 mol

• За азотен газ (N₂)

P_N2.V_N2 = п_N2RT

6.16.4 = п_N2.0,082.300

98,4 = п_N2.24,6

не_N2 = 98,4
24,6

не_N2 = 4 mol

2-ра стъпка: Определете общия брой молове, като използвате молните числа на газовете, намерени в стъпка 1:

не_T = п_Н2 + n_N2

не_T = 1 + 4

не_T = 5 mol

3-та стъпка: Изчислете обема на контейнера, в който се извършва смесването. За това ще използваме сумата от молните числа на газовете, намерени в стъпки 1 и 2, общото подавано налягане и температурата (-73 ^ОC, което в Келвин е 200) в израза по-долу:

PV_T = п_T.R.T

2. V._T = 5.0,082.200

2. V._T = 82

V_T = 82
2

V_T = 41 L

Стъпка 4: Изчислете частичния обем на всеки газ, като използвате общия обем, броя молове на всеки газ и броя на общите молове:

• За водороден газ:

V_Н2= не_Н2
V_T не_T

V_Н2 = 1
41.5

5. V_Н2 = 41.1

5.V_Н2 = 41

V_Н2 = 41
5

V_Н2 = 8,2 л

• За азотен газ:

V_N2= не_N2
V_T не_T

V_N2= 4
41 5

5. V_N2 = 41.4

5.V_N2 = 164

V_{N 2} = 164
5

V_N2 = 32,8 л

От мен Диого Лопес Диас

Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/dicas-para-calcular-volume-parcial-um-gas.htm