John Dalton (1766-1844) var en stor lærd om materiens forfatning, idet han var bedst kendt for sin atomteori. Imidlertid bragte han også mange andre bidrag til Science. Blandt dem er bidraget til kemi og fysik med hensyn til dets lov oprettet i 1801, der vedrører partielt tryk af gasser i gasformige blandinger.
John Dalton (1766-1844)
At Daltons lov siger følgende:
Generelt har vi:
PTOTAL = P1 + P2 + P3 + ... eller PTOTAL = ΣP
Lad os for eksempel forestille os dannelsen af en gasblanding af heliumgas og iltgas. Oprindeligt er disse to gasser i separate beholdere, hver gas har sit eget volumen, sit eget tryk og sin egen temperatur. Derefter blandes lige store volumener af disse gasser i en enkelt beholder og holdes ved samme temperatur.
Når disse gasser betragtes som ideelle, vil de ikke reagere med hinanden, og blandingen vil vil opføre sig som om det var en enkelt gas, og trykket på hver komponent vil være uafhængigt af trykket. af andre. Derfor er trykket i denne blanding lig med summen af det tryk, der udøves af hver af dens komponenter i blandingen, det vil sige:
PTOTAL = Phan + PO2
Det er vigtigt at understrege, at partialtrykket for hver gas ikke er det tryk, den udøvede, inden den kom ind i blandingen, da den blev isoleret, men det svarer til trykket at det ville udøve, hvis det var alene, optager det samlede volumen af blandingen og ved den samme temperatur, som blandingen er, det vil sige dens tryk inden i Blande.
Her er et eksempel: Luft er en gasblanding, der grundlæggende består af 80% nitrogengas og 20% oxygengas. Forestil dig, at et dæk er kalibreret med et tryk på 2,0 atm af en luftkompressor. Det samlede tryk af blandingen inde i dækket er 2,0 atm. Da Daltons lov siger, at det samlede tryk er summen af partialtrykket for hver gas i blandingen, kan vi konkludere, at Deltrykket for nitrogengas i denne blanding er 1,6 atm (80% af 2,0 atm), og for iltgas er 0,4 atm (20% af 2,0 atm).
Hvis vi bruger den ideelle gasstilstandsligning, har vi, at partialtrykket for hver af disse gasser er lig med:
Phan = nhanRT
V
PO2 = nO2RT
V
Bemærk, at partialtryk er direkte proportionale med antallet af mol (n). Således er det samlede tryk også direkte proportionalt med summen af det samlede antal mol (Σn):
PTOTAL = Σingen RT
V
Gennem disse sammenhænge kan vi bestemme en anden vigtig kemisk størrelse: a molær fraktion (X). Det er intet andet end forholdet mellem antallet af mol af en af gasserne i blandingen og summen af antallet af mol af blandingen. Denne fraktion svarer også til forholdet mellem gasens partialtryk og blandingens samlede tryk.
Vi når frem til den molære fraktion ved at dividere ligningen af det delvise tryk på en af gasserne med det samlede tryk. Lad os tage heliumgas som et eksempel:
_Phan. V = ingenhan RT
PTOTAL. Vn RT
Phan = ingenhan= Xhan
PTOTAL n
Se et eksempel: Når vi vender tilbage til blandingen af kvælstof og ilt til stede i luften, som dækket blev kalibreret med, lad os sige, at for hver 1 mol luft har vi 0,8 mol kvælstof. Den molære fraktion af hver af disse gasser i blandingen er således givet ved nedenstående ligninger:
xN2 = ingenN2 xO2 = ingenO2
Σingen Σingen
xN2 = 0,8 mol xO2 = 0,2 mol
1,0 mol 1,0 mol
xN2 = 0,8xO2 = 0,2
Dette kunne også gives ved det ovennævnte delvise pres:
xN2 = PN2 xO2 = PO2
PTOTAL PTOTAL
xN2 = 1,6 atm xO2 = 0,4 atm
2,0 atm 2,0 atm
xN2 = 0,8xO2 = 0,2
Bemærk, at da den molære fraktion er forholdet mellem en delvis værdi og en samlet værdi, vil summen af alle molære fraktioner i blandingen altid være 1:
xN2 + Xo2 = 1
Et vigtigt aspekt af det delvise tryk på gasser ses i vores kroppe. Vores blod bærer iltgas (O2) til kroppens celler og væv og fjerne kuldioxid (CO2) som frigives i åndedrættet. Denne udveksling lettes af forskellene i partialtryk mellem disse gasser i blodet og i luften væv, og det sker altid i retning af regionen med højere tryk til det lavere tryk delvis.
Denne funktion kan dog kompromitteres i tilfælde af klatrere og dykkere, der når meget lave eller meget høje højder, hvor trykket på ilt indånding ændres. Derfor er det vigtigt at bruge egnet udstyr såsom iltberiget trykluftcylindre.
* Redaktionel kredit: Sergey Goryachev / Shutterstock.com
Af Jennifer Fogaça
Uddannet i kemi