Tento text navrhuje tipy pro výpočet částečného objemu plynu. Pamatujte, že částečný objem plynem je prostor, který plyn zaujímá uvnitř nádoby, když je na ni vyvíjen plný tlak plynné směsi.
Ó výpočet parciálního objemu plynu může brát v úvahu několik proměnných, například:
Množství hmoty v plynu;
Množství hmoty ve směsi plynů;
Celkový tlak plynné směsi;
Celkový objem plynné směsi;
Podíl v množství hmoty v plynu;
Teplota plynné směsi v Kelvinech.
Postupujte nyní tipy pro výpočet částečného objemu plynu, ve kterém používáme všechny výše uvedené proměnné:
→ 1. tip: Vzorce
Pro výpočet celkového objemu (Vt) směsi plynů použijte:
Vt = VTHE + VB + VC + ...
Pro výpočet parciálního objemu plynu z zlomek množství hmoty plynu (XTHE ) a celkový objem (Vt), použijte:
PROTITHE = XTHE
PROTIt
Pro výpočet zlomku v množství hmoty v plynu (XTHE), použijeme vztah mezi množstvím hmoty v plynu (nTHE) a směs (čt):
XTHE = NeTHE
nt
Výpočet parciálního objemu plynu z množství hmoty v plynu a směsi (nt), použijte:
PROTITHE= NeTHE
PROTIt Net
Chcete-li vypočítat množství hmoty v plynu, jednoduše vydělte hmotnost jeho molární hmotnost (vypočteno pomocí molekulárního vzorce látky):
NeTHE = mTHE
MTHE
Pro výpočet množství celkové hmoty (čt) směsi, musíme přidat množství hmoty všech plynů:
Net = nTHE + nB + nC + ...
Vzorec vztahující se k parciálnímu tlaku (strTHE ) a částečný objem (VTHE ) plynu:
PTHE= PROTITHE
Pt PROTIt
→ 2. tip
Když cvičení vyžaduje výpočet částečného objemu, ale poskytuje částečné tlaky směsných plynů:
Klíčovou položkou, kterou cvičení kromě částečných tlaků poskytne, je objem systému;
K nalezení celkového tlaku v systému (Pt) je třeba přidat dílčí tlaky:
Pt = PTHE + PB + PC
Chcete-li určit částečný objem každého plynu ve směsi, použijte následující výraz:
PTHE= PROTITHE
Pt PROTIt
Příklad:Směs je tvořena plyny CO, O2 a SO2v nádobě o objemu 5 litrů. Každý plyn obsažený v nádobě má následující parciální tlak: 0,50 atm, 0,20 atm a 0,30 atm. Vypočítejte dílčí objemy pro každou ze složek této směsi plynů.
1. krok: Přidejte parciální tlaky (0,50 atm, 0,20 atm a 0,30 atm) dodávaných tří plynů (CO, O2 a SO2):
Pt = PCO + PO2 + PSO2
Pt = 0,5 + 0,2 + 0,3
Pt = 1 atm
2. krok: Vypočítejte dílčí objem CO pomocí celkového objemu (5 L), jeho parciálního tlaku (0,5 atm) a celkového tlaku (1 atm) ve výrazu:
PCO = PROTICO
Pt PROTIt
0,5 = PROTICO
15
1.VCO = 0,5.5
PROTICO = 2,5 l
3. krok: Vypočítejte dílčí objem O2 pomocí celkového objemu (5 L), jeho parciálního tlaku (0,2 atm) a celkového tlaku (1 atm) ve výrazu:
PO2= PROTIO2
Pt PROTIt
0,2 = PROTIO2
1 5
1.VO2 = 0,2.5
PROTIO2 = 1 litr
Krok 4: Vypočítejte částečný objem OS2 pomocí celkového objemu (5 L), jeho parciálního tlaku (0,2 atm) a celkového tlaku (1 atm) ve výrazu:
PSO2= PROTISO2
Pt PROTIt
0,3 = PROTISO2
1 5
1.VSO2 = 0,3.5
PROTISO2 = 1,5 l
→ 3. tip
Výpočet parciálního objemu plynu pomocí molárních procent:
V tomto typu situace poskytuje cvičení celkový tlak, molární procenta plynů a celkový objem systému;
Uvedená molární procenta jsou zlomky v množství hmoty každého plynu. Chcete-li je použít ve výpočtech, vydělte 100;
Uvedený vzorec pro stanovení parciálního objemu plynu je následující:
PROTITHE = XTHE
PROTIt
Příklad: Vzduch je směs plynů. Více než 78% této směsi tvoří dusík. Kyslík představuje přibližně 21%. Argon (0,9%) a oxid uhličitý (0,03%). Zbytek tvoří jiné plyny. Objem obsazený kyslíkem v této směsi, v prostředí 10 L, se rovná?
1. krok: transformovat procento plynného kyslíku (O2) v molárním zlomku vydělením hodnoty poskytnuté 100:
XO2 = 21
100
XO2 = 0,21
2. krok: použijte celkový objem (33,6 l) a zlomek v množství hmoty O2 (0,21) ve výrazu:
PROTIO2 = XO2
PROTIt
PROTIO2 = 0,21
10
PROTIO2 = 10. 0,21
PROTIO2 = 2,1 l
→ 4. tip
Když cvičení informuje o objemech, teplotách a tlacích každého plynu, pak říká, že byly smíchány a začaly vyvíjet nový tlak.
V tomto případě máme objem, tlak a teplotu každého plynu zvlášť;
Cvičení informuje o tlaku, který směs těchto plynů vyvíjí při nové teplotě;
Vypočítejte počet molů každého plynu (nTHE) prostřednictvím jeho tlaku, objemu a teploty (v Kelvinech) ve vyjádření clapeyron:
PTHE.PROTITHE = nTHE.R.T
Po výpočtu počtu molů každého plynu je nutné je sečíst a určit celkový počet molů (nt):
Net = nTHE + nB + ...
S počtem krtků musíme určit celkový objem pomocí celkového tlaku v nádobě a teploty, také v Clapeyronově rovnici
Pt.PROTIt = nt.R.T
Na konci budeme mít dostatek dat pro výpočet parciálního objemu každého plynu (VTHE) prostřednictvím svého molárního čísla (nTHE), celkový počet molů a celkový objem ve výrazu níže:
PROTITHE = NeTHE
PROTIt Net
Příklad:Objem 8,2 l plynného vodíku, který má teplotu 227 ° C, vyvíjí tlak 5 atm, a objem 16,4 l plynného dusíku, při 27 ° C a 6 atm, se přenese do jiné nádoby udržované na konstantní teplotě -73 ° C. S vědomím, že směs nyní vyvíjí tlak 2 atm, vypočítejte objem nádoby a dílčí objemy každého plynu. Dáno: R = 0,082 atm. krtek-1.K-1
1. krok: vypočítat počet molů každého plynu pomocí objemu, teploty (v Kelvinech; stačí přidat danou hodnotu k 273) a tlak:
Pro plynný vodík (H2)
PH2.PROTIH2 = nH2RT
5.8.2 = nH2.0,082.500
41 = nH2.41
NeH2 = 41
41
NeH2 = 1 mol
Pro plynný dusík (N2)
PN2.PROTIN2 = nN2RT
6,16,4 = nN2.0,082.300
98,4 = nN2.24,6
NeN2 = 98,4
24,6
NeN2 = 4 mol
2. krok: Určete celkové molární číslo pomocí molárních čísel plynů nalezených v kroku 1:
Net = nH2 + nN2
Net = 1 + 4
Net = 5 mol
3. krok: Vypočítejte objem nádoby, ve které bylo míchání provedeno. K tomu použijeme součet molárních čísel plynů nalezených v krocích 1 a 2, celkový dodaný tlak a teplotu (-73 ÓC, což je v Kelvinech 200) ve výrazu níže:
PVt = nt.R.T
2.Vt = 5.0,082.200
2.Vt = 82
PROTIt = 82
2
PROTIt = 41 litrů
Krok 4: Vypočítejte dílčí objem každého plynu pomocí celkového objemu, počtu molů každého plynu a počtu celkových molů:
Pro plynný vodík:
PROTIH2= NeH2
PROTIt Net
PROTIH2 = 1
41.5
5. PROTIH2 = 41.1
5.VH2 = 41
PROTIH2 = 41
5
PROTIH2 = 8,2 l
Pro plynný dusík:
PROTIN2= NeN2
PROTIt Net
PROTIN2= 4
41 5
5. PROTIN2 = 41.4
5.VN2 = 164
PROTIN 2 = 164
5
PROTIN2 = 32,8 l
Podle mě. Diogo Lopes Dias
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/dicas-para-calcular-volume-parcial-um-gas.htm