Parcijalni tlak plinova

parcijalni pritisak, zakon parcijalnih pritisaka, ili Daltonov zakon je predložio znanstvenik John Dalton, koja je provela nekoliko meteoroloških studija i odnosila se na sastav atmosferskog zraka. Prema njemu,

“parcijalni pritisak je sila koju molekule plina djeluju na stijenke spremnika, a koja je potpuno ista kao da bi djelovala u smjesa plina.”

Na temelju ovog zaključka, Dalton je izjavio da tlak koji vrši smjesa plina (ukupni tlak, Pt) u stjenke spremnika jednak je zbroju pojedinačnih parcijalnih tlakova svakog od plinova koji ga čine Miješati.

Str_t = P_THE + P_B + P_Ç

U kojem,

Str_THE = parcijalni tlak plina A
Str_B = parcijalni tlak plina B
Str_Ç = parcijalni tlak plina C

Primjerice, ako imamo smjesu koju tvore plinovi vodika (H₂), kisik (O₂) i ugljični dioksid (CO₂) unutar posude, tlak ove smjese rezultat je zbroja tlakova svakog od ovih plinova, dakle:

Str_t = P_H2 + P_O2 + P_CO2

1- Odnos parcijalnog tlaka prema ukupnom tlaku

Prema Johnu Daltonu, odnos između parcijalni pritisak određenog plina (str

_THE) s ukupnim tlakom mješavine plina uvijek jednak molarna frakcija (X_THE) plina, što rezultira sljedećom formulom:

Str_THE = X_THE
Str_t

Značajno je da je molarni udio plina dan omjerom broja molova (nA) tog plina prema broj mola (nt) mješavine plina (koja proizlazi iz zbroja molskog broja svih plinova koji čine smjesu).

x_THE = Ne_THE
Ne_t

Dakle, ako formulu zamijenimo molarnim udjelom plina u izrazu odnosa između parcijalnih tlakova, imamo:

Str_THE = Ne_THE
Str_t Ne_t

2- Ukupni tlak smjese plina

Ukupni tlak plinske smjese može se pronaći ne samo dodavanjem parcijalnih tlakova plinova koji je čine. Može se izračunati pomoću klapejronska jednadžba:

Str_t.V_t = n_t.R.T

Ova se formula može koristiti za izračunavanje ukupnog tlaka, sve dok se koriste volumen spremnika (ili ukupni volumen plinova) i ukupni mol broj (n)._t), budući da:

R = opća plinska konstanta
T = temperatura smjese u Kelvinima

Napomena: Ako je temperatura u Celzijevim stupnjevima, promijenite je u Kelvin; da biste to učinili samo dodajte vrijednost koja je osigurana sa 273.

3- Primjer primjene parcijalnog tlaka plina

Primjer: (FEI SP) U spremniku od 44,8 L, koji se čuvao na 273 K, pomiješana su 4 mola plinovitog vodika i 6 mola plina kisika u CNTP. Djelomični pritisci H₂ to je₂, u atmosferama, su:

a) 1,0 i 2,0

b) 3,0 i 4,5

c) 0,8 i 1,2

d) 1,0 i 1,5

e) 2,0 i 3,0

Podaci dobiveni vježbom:

Temperatura = 273 K
Volumen sustava = 44,8 L
Broj molova plinovitog vodika = 4 mola
Broj molova plina kisika = 6 molova

Str_H2= ?

Str_O2= ?

1^O Korak: Izračunajte ukupan broj molova

Ne_t = n_H2 + n_O2

Ne_t = 4 + 6

Ne_t = 10 mol

2^O Korak: Izračunajte ukupni tlak (Pt) sustava pomoću Clapeyronove jednadžbe

Str_t.V_t = n_t.R.T

Str_t.44,8 = 10.0,082.273

Str_t.44,8 = 223,86

Str_t = 223,86
44,8

Str_t = 4,996875 atm, zatim P_t to je oko 5 atm

3^O Korak: Izračunajte parcijalni tlak plinovitog vodika

Str_H2 = Ne_H2
Str_t Ne_t

Str_H2 =  4
 5 10

Str_H2.10 = 4.5

Str_H2.10 = 20

Str_H2 = 20
10

Str_H2 = 2 atm

4^O Korak: Izračunajte parcijalni tlak plina kisika

Kako u smjesi imamo samo dva plina i znamo tlak jednog od njih i ukupni tlak, za izračunavanje parcijalnog tlaka plina kisika samo upotrijebite izraz ukupnog tlaka smjese:

Str_t = P_H2 + P_O2

5 = 2 + P_O2

Str_O2 = 5 – 2

Str_O2 = 3 atm

Ja, Diogo Lopes Dias

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