John Dalton (1766-1844) az anyag felépítésének nagy tudósa volt, leginkább atomelméletéről ismert. Ugyanakkor számos más hozzájárulást is hozott a Science-hez. Köztük a kémia és a fizika közreműködése törvény, amelyet 1801-ben hoztak létre, és amely a gáznemű keverékekben lévő gázok részleges nyomására vonatkozik.
John Dalton (1766-1844)
Hogy Dalton törvénye a következőket mondja:
Általában:
PTELJES = P1 + P2 + P3 + ... vagy PTELJES = ΣP
Képzeljük el például a héliumgáz és az oxigéngáz keverékének kialakulását. Kezdetben ez a két gáz külön tartályokban van, mindegyik gáznak megvan a maga térfogata, saját nyomása és hőmérséklete. Ezután azonos mennyiségű gázokat keverünk össze egyetlen tartályban, és ugyanazon a hőmérsékleten tartjuk.
Ezeket a gázokat ideálisnak tekintve nem reagálnak egymással, és a keverék reagálni fog úgy fog viselkedni, mintha egyetlen gáz lenne, és az egyes alkatrészek nyomása független lesz a nyomástól. másoktól. Ezért ennek a keveréknek a nyomása megegyezik az egyes komponensek által a keverékben kifejtett nyomások összegével, azaz:
PTELJES = Pő + PO2
Fontos hangsúlyozni, hogy az egyes gázok parciális nyomása nem az a nyomás, amelyet a keverékbe való belépés előtt, amikor elkülönítettek, hanem a nyomásnak felel meg. hogy ha egyedül lenne, akkor a keverék teljes térfogatát elfoglalja és ugyanazon a hőmérsékleten, amelyen a keverék a nyomáson belül van. Keverd össze.
Íme egy példa: A levegő olyan gázkeverék, amely alapvetően 80% nitrogéngázt és 20% oxigéngázt tartalmaz. Képzelje el, hogy egy gumiabroncsot 2,0 atm nyomással kalibrálnak egy légkompresszor. A keverék teljes nyomása a gumiabroncsban 2,0 atm. Mivel Dalton törvénye szerint az össznyomás a keverékben lévő egyes gázok résznyomásainak összege, arra következtethetünk, hogy a A nitrogéngáz parciális nyomása ebben a keverékben 1,6 atm (a 2,0 atm 80% -a), az oxigén gázé pedig 0,4 atm (a 2,0 atm 20% -a).
Ha az ideális gázállapot-egyenletet használjuk, akkor megkapjuk, hogy ezeknek a gázoknak a parciális nyomása egyenlő:
Pő = nőRT
V
PO2 = nO2RT
V
Vegye figyelembe, hogy a parciális nyomások egyenesen arányosak az anyajegyek számával (n). Így az össznyomás egyenesen arányos az összes mólszám (Σn) összegével:
PTELJES = Σnem RT
V
Ezen kapcsolatok révén meghatározhatunk egy másik fontos kémiai mennyiséget: a moláris frakció (X). Ez nem más, mint a keverékben lévő egyik gáz mólszámának és a keverék mólszámának összege közötti kapcsolat. Ez a frakció megfelel a gáz parciális nyomása és a keverék teljes nyomása közötti kapcsolatnak is.
A moláris frakcióhoz úgy jutunk el, hogy az egyik gáz résznyomásának egyenletét elosztjuk a teljes nyomással. Vegyük példának a héliumgázt:
_Pő. V = nemő RT
PTELJES. VΣn RT
Pő = nemő= Xő
PTELJES n
Lásd egy példát: Visszatérve a levegőben lévő nitrogén és oxigén keverékére, amellyel a gumiabroncsot kalibrálták, tegyük fel, hogy minden 1 mol levegőre 0,8 mol nitrogén van. Így ezeknek a gázoknak a keverékben lévő moláris frakcióját az alábbi egyenletek adják meg:
xN2 = nemN2 xO2 = nemO2
Σnem Σnem
xN2 = 0,8 mol xO2 = 0,2 mol
1,0 mol 1,0 mol
xN2 = 0,8xO2 = 0,2
Ezt a fent említett résznyomás is megadhatja:
xN2 = PN2 xO2 = PO2
PTELJES PTELJES
xN2 = 1,6 atm xO2 = 0,4 atm
2,0 atm 2,0 atm
xN2 = 0,8xO2 = 0,2
Vegye figyelembe, hogy mivel a moláris frakció a részérték és a teljes érték kapcsolata, a keverék összes moláris frakciójának összege mindig 1 lesz:
xN2 + Xo2 = 1
A gázok parciális nyomásának fontos aspektusa látható testünkben. Vérünk oxigéngázt (O2) a test sejtjeibe és szöveteibe, és távolítsa el a szén-dioxidot (CO2), amely a légzésben szabadul fel. Ezt a cserét elősegítik a részleges nyomás különbségei a vérben és a vérben lévő gázok között szövetek, és ez mindig a nagyobb nyomás és az alacsonyabb nyomás tartományának irányában történik részleges.
Ez a funkció azonban veszélybe kerülhet olyan hegymászók és búvárok esetében, akik nagyon alacsony vagy nagyon magas magasságot érnek el, ahol a légzési oxigén nyomása megváltozik. Ezért fontos a megfelelő berendezések, például az oxigénnel dúsított sűrített levegős palackok használata.
* Szerkesztői jóváírás: Szergej Goryachev / Shutterstock.com
Írta: Jennifer Fogaça
Kémia szakon végzett
