Kaasujen osapaine

osapaine, osapaineiden laki tai Daltonin laki tutkija ehdotti John Dalton, joka suoritti useita säätutkimuksia ja liittyi ilmakehän koostumukseen. Hänen mukaansa,

“osapaine on voima, jonka kaasun molekyylit kohdistavat astian seinämiin, joka on täsmälleen sama kuin se tekisi, jos se olisi kaasuseos.”

Tämän johtopäätöksen perusteella Dalton totesi, että kaasuseoksen (kokonaispaine, Pt) aiheuttama paine astian seinämät ovat yhtä suuret kuin kunkin tämän muodostavan kaasun yksittäisten osapaineiden summa Sekoita.

P_t = P_THE + P_B + P_Ç

Jossa,

P_THE = kaasun A osapaine
P_B = kaasun B osapaine
P_Ç = kaasun osapaine C

Esimerkiksi, jos meillä on vetykaasujen (H₂), happi (O₂) ja hiilidioksidi (CO₂) säiliön sisällä tämän seoksen paine on seurausta näiden kaasujen paineiden summasta, joten:

P_t = P_H2 + P_O2 + P_CO2

1- Osapaineen suhde kokonaispaineeseen

John Daltonin mukaan suhde osapaine tietyn kaasun (P_THE) kaasuseoksen kokonaispaineen kanssa on aina yhtä suuri kuin moolifraktio (X_THE) kaasua, josta saadaan seuraava kaava:

P_THE = X_THE
P_t

On huomionarvoista, että kaasun molaarinen osuus saadaan tämän kaasun moolien määrän (nA) välisestä suhteesta moolinumero (nt) kaasuseosta (saadaan kaikkien seoksen muodostavien kaasujen mooliluvun summasta).

X_THE = ei_THE
ei_t

Näin ollen, jos korvataan kaavan kaasun molaariselle osalle osapaineiden välisen suhteen ilmaisussa, meillä on:

P_THE = ei_THE
P_t ei_t

2- Kaasuseoksen kokonaispaine

Kaasuseoksen kokonaispaine voidaan löytää paitsi lisäämällä sen muodostavien kaasujen osapaineet. Se voidaan laskea käyttämällä clapeyronin yhtälö:

P_t.V_t = n_t.R.T

Tätä kaavaa voidaan käyttää kokonaispaineen laskemiseen, kunhan käytetään astian tilavuutta (tai kaasujen kokonaistilavuutta) ja kokonaismoolilukua (n)._t), joka on:

R = yleinen kaasuvakio
T = seoksen lämpötila Kelvineinä

Huomaa: Jos lämpötila on celsiusasteissa, vaihda se Kelviniksi; tee tämä vain lisäämällä 273: n mukana toimitettu arvo.

3- Esimerkki kaasun osapaineen käytöstä

Esimerkki: (FEI SP) 44,8 litran astiassa, jota pidettiin 273 K: n lämpötilassa, sekoitettiin 4 mol vetykaasua ja 6 mol happikaasua CNTP: ssä. H: n osittaiset paineet₂ se on₂, ilmakehässä ovat vastaavasti:

a) 1,0 ja 2,0

b) 3,0 ja 4,5

c) 0,8 ja 1,2

d) 1,0 ja 1,5

e) 2,0 ja 3,0

Harjoituksen antamat tiedot:

Lämpötila = 273 K
Järjestelmän tilavuus = 44,8 l
Vetykaasumoolien lukumäärä = 4 moolia
Happikaasumoolien lukumäärä = 6 moolia

P_H2= ?

P_O2= ?

1^O Vaihe: Laske moolien kokonaismäärä

ei_t = n_H2 + n_O2

ei_t = 4 + 6

ei_t = 10 mol

2^O Vaihe: Laske järjestelmän kokonaispaine (Pt) Clapeyronin yhtälöllä

P_t.V_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, sitten P_t se on noin 5 atm

3^O Vaihe: Laske vetykaasun osapaine

P_H2 = ei_H2
P_t ei_t

P_H2 =  4
 5 10

P_H2.10 = 4.5

P_H2.10 = 20

P_H2 = 20
10

P_H2 = 2 atm

4^O Vaihe: Laske happikaasun osapaine

Koska seoksessa on vain kaksi kaasua ja tiedämme yhden niistä paineen ja kokonaispaineen, voit laskea happikaasun osapaineen vain seoksen kokonaispaineen ilmaisun:

P_t = P_H2 + P_O2

5 = 2 + P_O2

P_O2 = 5 – 2

P_O2 = 3 atm

Minun luona. Diogo Lopes Dias

Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pressao-parcial-dos-gases.htm