John Dalton (1766.-1844.) Bio je veliki proučavatelj građe materije, najpoznatiji po svojoj atomskoj teoriji. Međutim, donio je i mnoge druge doprinose znanosti. Među njima je i doprinos kemiji i fizici u vezi s tim zakon uspostavljen 1801. godine koji se odnosi na parcijalne pritiske plinova u plinovitim smjesama.
John Dalton (1766.-1844.)
Da Daltonov zakon kaže sljedeće:
Općenito imamo:
StrUKUPNO = P1 + P2 + P3 + ... ili StrUKUPNO = ΣP
Na primjer, zamislimo stvaranje plinske smjese plina helija i plina kisika. U početku su ova dva plina u zasebnim spremnicima, a svaki plin ima svoj volumen, svoj tlak i svoju temperaturu. Zatim se jednake količine tih plinova pomiješaju u jednoj posudi i drže na istoj temperaturi.
Smatrajući ove plinove idealnim, oni neće reagirati međusobno, a smjesa hoće ponašat će se kao da je riječ o jednom plinu i tlak svake komponente bit će neovisan o tlaku. drugih. Prema tome, tlak ove smjese bit će jednak zbroju pritisaka koje vrši svaka od njezinih komponenata u smjesi, to jest:
StrUKUPNO = Pon + PO2
Važno je naglasiti da parcijalni tlak svakog plina nije tlak koji je imao prije ulaska u smjesu, kada je izoliran, već odgovara tlaku da bi se naprezao da je sam, zauzimajući ukupan volumen smjese i na istoj temperaturi na kojoj je smjesa, tj. njezin tlak unutar Miješati.
Evo primjera: Zrak je smjesa plina koja se u osnovi sastoji od 80% plina dušika i 20% plina kisika. Zamislite da je guma kalibrirana tlakom od 2,0 atm pomoću zračnog kompresora. Ukupni tlak smjese unutar gume je 2,0 atm. Budući da Daltonov zakon kaže da je ukupni tlak zbroj parcijalnih tlakova svakog plina u smjesi, možemo zaključiti da Parcijalni tlak plinovitog dušika u ovoj smjesi je 1,6 atm (80% od 2,0 atm), a tlak u plinovitom kisiku 0,4 atm (20% od 2,0 atm).
Ako koristimo jednadžbu stanja idealnog plina, imamo da je parcijalni tlak svakog od tih plinova jednak:
Stron = nonRT
V
StrO2 = nO2RT
V
Imajte na umu da su parcijalni tlakovi izravno proporcionalni broju molova (n). Dakle, ukupni tlak također je izravno proporcionalan zbroju ukupnog broja madeža (Σn):
StrUKUPNO = ΣNe RT
V
Kroz te odnose možemo odrediti još jednu važnu kemijsku veličinu: a molarna frakcija (X). To je ništa više nego odnos između broja molova jednog od plinova u smjesi i zbroja broja molova smjese. Ovaj udio također odgovara odnosu između parcijalnog tlaka plina i ukupnog tlaka smjese.
Do molarne frakcije dolazimo dijeljenjem jednadžbe parcijalnog tlaka jednog od plinova s ukupnim tlakom. Uzmimo za primjer plin helij:
_Pon. V = Neon RT
StrUKUPNO. VΣn RT
Stron = Neon= Xon
StrUKUPNO n
Pogledajte primjer: Vraćajući se smjesi dušika i kisika prisutnoj u zraku s kojom je guma kalibrirana, recimo da na svaki 1 mol zraka imamo 0,8 mola dušika. Dakle, molarni udio svakog od ovih plinova u smjesi dan je sljedećim jednadžbama:
xN2 = NeN2 xO2 = NeO2
ΣNe ΣNe
xN2 = 0,8 mol xO2 = 0,2 mol
1,0 mol 1,0 mol
xN2 = 0,8xO2 = 0,2
To se može dati i gore spomenutim parcijalnim pritiscima:
xN2 = StrN2 xO2 = StrO2
StrUKUPNO StrUKUPNO
xN2 = 1,6 atm xO2 = 0,4 atm
2,0 atm 2,0 atm
xN2 = 0,8xO2 = 0,2
Imajte na umu da će, budući da je molarni udio odnos između djelomične vrijednosti i ukupne vrijednosti, zbroj svih molarnih udjela u smjesi uvijek biti jednak 1:
xN2 + Xo2 = 1
U našim se tijelima vidi važan aspekt parcijalnih pritisaka plinova. Naša krv nosi plin kisik (O2) u stanice i tkiva tijela i uklanjaju ugljični dioksid (CO2) koji se oslobađa u dahu. Ovoj izmjeni olakšavaju razlike u parcijalnim tlakovima između ovih plinova u krvi i u krvi tkiva, a javlja se uvijek u smjeru područja višeg tlaka do nižeg tlaka djelomično.
Međutim, ova funkcija može biti ugrožena u slučaju penjača i ronilaca koji dosegnu vrlo male ili vrlo velike nadmorske visine, gdje se mijenja pritisak tlaka kisika. Stoga je važnost korištenja prikladne opreme kao što su boce sa stlačenim zrakom obogaćene kisikom.
* Redakcija: Sergej Gorjačov / Shutterstock.com
Napisala Jennifer Fogaça
Diplomirao kemiju