Parciální tlak plynů

částečný tlak, zákon parciálních tlaků, nebo Daltonův zákon navrhl vědec John Dalton, která provedla několik meteorologických studií a týkala se složení atmosférického vzduchu. Podle něj,

“částečný tlak je síla, kterou molekuly plynu působí na stěny nádoby, která je přesně stejná, jako by působila, kdyby byla v směs plynů.”

Na základě tohoto závěru Dalton uvedl, že tlak vyvíjený směsí plynů (celkový tlak, Pt) v stěny nádoby se rovná součtu jednotlivých parciálních tlaků každého z plynů, které toto tvoří Směs.

P_t = P_THE + P_B + P_C

Ve kterém,

P_THE = parciální tlak plynu A
P_B = parciální tlak plynu B
P_C = parciální tlak plynu C

Například pokud máme směs tvořenou vodíkovými plyny (H₂), kyslík (O.₂) a oxid uhličitý (CO.)₂) uvnitř nádoby je tlak této směsi výsledkem součtu tlaků každého z těchto plynů, tedy:

P_t = P_H2 + P_O2 + P_CO2

1 - Vztah parciálního tlaku k celkovému tlaku

Podle Johna Daltona, vztah mezi částečný tlak určitého plynu (str_THE) s celkovým tlakem směsi plynů se vždy rovná molární zlomek (X_THE) plynu, jehož výsledkem je následující vzorec:

P_THE = X_THE
P_t

Je pozoruhodné, že molární zlomek plynu je dán vztahem mezi počtem molů (nA) tohoto plynu krtko číslo (nt) směsi plynů (vyplývající ze součtu molárního čísla všech plynů, které tvoří směs).

X_THE = Ne_THE
Ne_t

Pokud tedy ve vyjádření vztahu mezi parciálními tlaky dosadíme vzorec pro molární zlomek plynu, máme:

P_THE = Ne_THE
P_t Ne_t

2 - Celkový tlak plynné směsi

Celkový tlak plynné směsi lze zjistit nejen sečtením parciálních tlaků plynů, které ji tvoří. Lze jej vypočítat pomocí clapeyronova rovnice:

P_t.PROTI_t = n_t.R.T

Tento vzorec lze použít k výpočtu celkového tlaku, pokud se použije objem nádoby (nebo celkový objem plynů) a celkový molární počet (n)._t), bytost:

R = obecná plynová konstanta
T = teplota směsi v Kelvinech

Poznámka: Pokud je teplota ve stupních Celsia, změňte ji na Kelvin; k tomu stačí přidat hodnotu poskytovanou s 273.

3- Příklad aplikace parciálního tlaku plynu

Příklad: (FEI SP) V nádobě o objemu 44,8 litru, udržované na 273 K, byly smíchány 4 mol plynného vodíku a 6 mol plynného kyslíku v CNTP. Parciální tlaky H₂ to je₂, v atmosférách jsou:

a) 1,0 a 2,0

b) 3,0 a 4,5

c) 0,8 a 1,2

d) 1,0 a 1,5

e) 2,0 a 3,0

Údaje poskytnuté cvičením:

Teplota = 273 K.
Objem systému = 44,8 l
Počet molů vodíku = 4 moly
Počet mol plynného kyslíku = 6 mol

P_H2= ?

P_O2= ?

1^Ó Krok: Vypočítejte celkové číslo molu

Ne_t = n_H2 + n_O2

Ne_t = 4 + 6

Ne_t = 10 mol

2^Ó Krok: Vypočítejte celkový tlak (Pt) systému pomocí Clapeyronovy rovnice

P_t.PROTI_t = n_t.R.T

P_t.44,8 = 10.0,082.273

P_t.44,8 = 223,86

P_t = 223,86
44,8

P_t = 4,996875 atm, pak P_t je to asi 5 atm

3^Ó Krok: Vypočítejte parciální tlak plynného vodíku

P_H2 = Ne_H2
P_t Ne_t

P_H2 =  4
 5 10

P_H2.10 = 4.5

P_H2.10 = 20

P_H2 = 20
10

P_H2 = 2 atm

4^Ó Krok: Vypočítejte parciální tlak plynného kyslíku

Protože máme ve směsi pouze dva plyny a známe tlak jednoho z nich a celkový tlak, pro výpočet parciálního tlaku kyslíkového plynu stačí použít vyjádření celkového tlaku směsi:

P_t = P_H2 + P_O2

5 = 2 + P_O2

P_O2 = 5 – 2

P_O2 = 3 atm

Podle mě. Diogo Lopes Dias

Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pressao-parcial-dos-gases.htm