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 (VT) от газовата смес, използвайте:
Vt = VНА + VБ. + V° С + ...
За да се изчисли частичният обем на газ от част от количеството на веществото на газ (XНА ) и общия обем (VT), използвайте:
VНА = хНА
VT
За да се изчисли фракцията в количеството вещество в газа (XНА), използваме връзката между количеството вещество в газа (nНА) и сместа (nT):
хНА = неНА
nt
За да се изчисли частичният обем на газ от количествата вещество в газа и сместа (nT), използвайте:
VНА= неНА
VT неT
За да изчислите количеството вещество в даден газ, просто разделете масата на неговата моларна маса (изчислено с помощта на молекулната формула на веществото):
неНА = мНА
МНА
За да се изчисли количеството на цялата материя (nT) от сместа, трябва да добавим количествата вещества на всички газове:
неT = пНА + nБ. + n° С + ...
Формула, отнасяща се до парциалното налягане (PНА ) и частичния обем (VНА ) на газ:
PНА= VНА
PT VT
→ 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):
PT = РНА + PБ. + P° С
За да определите частичния обем на всеки газ в сместа, просто използвайте следния израз:
PНА= VНА
PT VT
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):
PT = РCO + PO2 + PSO2
PT = 0,5 + 0,2 + 0,3
PT = 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:
PCO = VCO
PT VT
0,5 = VCO
15
1. V.CO = 0,5.5
VCO = 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:
PO2= VO2
PT VT
0,2 = VO2
1 5
1. V.O2 = 0,2.5
VO2 = 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:
PSO2= VSO2
PT VT
0,3 = VSO2
1 5
1. V.SO2 = 0,3.5
VSO2 = 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:
VНА = хНА
VT
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:
хO2 = 21
100
хO2 = 0,21
2-ра стъпка: използвайте общия обем (33,6 L) и фракцията в количество вещество от O2 (0.21) в израза:
VO2 = хO2
VT
VO2 = 0,21
10
VO2 = 10. 0,21
VO2 = 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 (nНА) чрез неговото налягане, обем и температура (в Келвин) в израза на клапейрон:
PНА.VНА = пНА.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 (nT):
неT = пНА + nБ. + ...
С броя на бенките трябва да определим общия обем чрез общото налягане на контейнера и температурата, също в уравнението на Клапейрон
PT.VT = пT.R.T
В края ще имаме достатъчно данни, за да изчислим частичния обем на всеки газ (VНА) през неговия мол номер (nНА), общ брой молове и общ обем в израза по-долу:
VНА = неНА
VT неT
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)
PН2.VН2 = пН2RT
5.8.2 = пН2.0,082.500
41 = пН2.41
неН2 = 41
41
неН2 = 1 mol
За азотен газ (N2)
PN2.VN2 = пN2RT
6.16.4 = пN2.0,082.300
98,4 = пN2.24,6
неN2 = 98,4
24,6
неN2 = 4 mol
2-ра стъпка: Определете общия брой молове, като използвате молните числа на газовете, намерени в стъпка 1:
неT = пН2 + nN2
неT = 1 + 4
неT = 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:
PVT = пT.R.T
2. V.T = 5.0,082.200
2. V.T = 82
VT = 82
2
VT = 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:
VН2= неН2
VT неT
VН2 = 1
41.5
5. VН2 = 41.1
5.VН2 = 41
VН2 = 41
5
VН2 = 8,2 л
За азотен газ:
VN2= неN2
VT неT
VN2= 4
41 5
5. VN2 = 41.4
5.VN2 = 164
VN 2 = 164
5
VN2 = 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
