טיפים לחישוב הנפח החלקי של גז

טקסט זה מציע טיפים לחישוב הנפח החלקי של גז. זכור כי ה- נפח חלקי של גז הוא המרחב שגז תופס בתוך מיכל, כאשר מופעל עליו מלוא הלחץ של תערובת הגז.

או חישוב הנפח החלקי של גז יכול לקחת בחשבון כמה משתנים, כגון:

• כמות החומר בגז;

• כמות החומר בתערובת הגז;

• הלחץ הכולל של תערובת הגז;

• הנפח הכולל של תערובת הגז;

• שבר בכמות החומר בגז;

• הטמפרטורה של תערובת הגז בקלווין.

עקוב עכשיו אחרי טיפים לחישוב הנפח החלקי של גז, בהם אנו משתמשים בכל המשתנים המוצעים לעיל:

→ טיפ ראשון: נוסחאות

• לחישוב הנפח הכולל (V._t) של תערובת הגז, השתמש:

Vt = V._ה + V._ב + V._Ç + ...

• כדי לחשב את הנפח החלקי של גז מה- חלק בכמות החומר של גז (X_ה ) והנפח הכולל (V_t), להשתמש:

ו_ה = איקס_ה
ו_t

• לחישוב השבר בכמות החומר בגז (X_ה), אנו משתמשים בקשר בין כמות החומר בגז (n_ה) והתערובת (n_t):

איקס_ה = לא_ה
nt

• לחישוב הנפח החלקי של גז מכמויות החומר בגז והתערובת (n_t), להשתמש:

ו_ה= לא_ה
ו_t לא_t

• כדי לחשב את כמות החומר בגז, פשוט חלקו את המסה לפי שלה מסה מולארית (מחושב לפי הנוסחה המולקולרית של החומר):

לא_ה = M_ה
M_ה

• לחישוב כמות החומר הכולל (n_t) של התערובת, עלינו להוסיף את כמויות החומר של כל הגזים:

לא_t = n_ה + n_ב + n_Ç + ...

• נוסחה המתייחסת ללחץ חלקי (P_ה ) והנפח החלקי (V_ה ) של גז:

פ_ה= ו_ה
פ_t ו_t

→ טיפ שני

כאשר התרגיל דורש חישוב נפח חלקי, אך מספק לחצים חלקיים על גזי התערובת:

• פריט מרכזי שפעילות גופנית יספק, בנוסף ללחצים חלקיים, הוא נפח המערכת;

• יש להוסיף את הלחצים החלקיים הניתנים כדי למצוא את לחץ המערכת הכולל (Pt):

פ_t = P_ה + P_ב + P_Ç

• כדי לקבוע את הנפח החלקי של כל גז בתערובת, השתמש בביטוי הבא:

פ_ה= ו_ה
פ_t ו_t

דוגמא:תערובת נוצרת על ידי הגזים CO, O₂ ו- SO₂, במיכל שנפחו הוא 5 ליטר. לכל גז הכלול במיכל יש את הלחץ החלקי הבא, בהתאמה: 0.50 כספומט, 0.20 כספומט ו 0.30 אטמטר. חשב את הנפחים החלקיים עבור כל אחד ממרכיבי תערובת הגז הזו.

שלב ראשון: הוסף את הלחצים החלקיים (0.50 atm, 0.20 atm ו- 0.30 atm) של שלושת הגזים המסופקים (CO, O₂ ו- SO₂):

פ_t = P_שיתוף + P_O2 + P_SO2

פ_t = 0,5 + 0,2 + 0,3

פ_t = כספומט אחד

שלב שני: חשב את הנפח החלקי של CO תוך שימוש בנפח הכולל (5L), הלחץ החלקי שלו (0.5 atm) והלחץ הכולל (1 atm) בביטוי:

פ_שיתוף = ו_שיתוף
פ_t ו_t

0,5 = ו_שיתוף
15

1. V._שיתוף = 0,5.5

ו_שיתוף = 2.5 ליטר

שלב שלישי: חשב את הנפח החלקי של ה- O₂ תוך שימוש בנפח הכולל (5 ליטר), הלחץ החלקי שלו (0.2 אטמטר) והלחץ הכולל (אטמטר 1) בביטוי:

פ_O2= ו_O2
פ_t ו_t

0,2 = ו_O2
1 5 

1. V._O2 = 0,2.5

ו_O2 = 1 ליטר

שלב 4: חשב את הנפח החלקי של מערכת ההפעלה₂ תוך שימוש בנפח הכולל (5 ליטר), הלחץ החלקי שלו (0.2 אטמטר) והלחץ הכולל (אטמטר 1) בביטוי:

פ_SO2= ו_SO2
פ_t ו_t

0,3 =  ו_SO2
1 5

1. V._SO2 = 0,3.5

ו_SO2 = 1.5 ליטר

→ טיפ שלישי

חישוב הנפח החלקי של גז באמצעות אחוזים טוחניים:

• במצב מסוג זה, פעילות גופנית מספקת את הלחץ הכולל, אחוזי הטוחנת של הגזים ואת הנפח הכולל של המערכת;

• האחוזים הטוחניים שניתנו הם השברים בכמות החומר של כל גז. כדי להשתמש בהם בחישובים, פשוט חלקו ב 100;

• הנוסחה המצוינת לקביעת נפח הגז החלקי היא כדלקמן:

ו_ה = איקס_ה
ו_t

דוגמא: אוויר הוא תערובת של גזים. יותר מ 78% מתערובת זו היא חנקן. חמצן מייצג כ -21%. ארגון, 0.9%, ופחמן דו חמצני, 0.03%. השאר מורכב מגזים אחרים. הנפח שתופס החמצן בתערובת זו, בסביבת 10 ליטר, שווה ל-?

שלב ראשון: להפוך את אחוז גז החמצן (O₂) בשבריר הטוחנת המחלק את הערך המסופק על ידי 100:

איקס_O2 = 21
100

איקס_O2 = 0,21

שלב שני: השתמש בנפח הכולל (33.6 ליטר) ובשבר בכמות החומר של ה- O₂ (0.21) בביטוי:

ו_O2 = איקס_O2
ו_t

ו_O2 = 0,21
10

ו_O2 = 10. 0,21

ו_O2 = 2.1 ליטר

→ טיפ רביעי

כאשר התרגיל מודיע על נפחים, טמפרטורות ולחצים של כל גז, הוא אומר שהם היו מעורבים והתחילו להפעיל לחץ חדש.

• במקרה זה, יש לנו את הנפח, הלחץ והטמפרטורה של כל גז בנפרד;

• התרגיל יידע את הלחץ שתערובת הגזים הללו מפעילה בטמפרטורה חדשה;

• חשב את מספר השומות של כל גז (n_ה) באמצעות הלחץ, הנפח והטמפרטורה שלו (בקלווין) בביטוי קלפיירון:

פ_ה.V_ה = n_ה.R.T

לאחר חישוב מספר השומות של כל גז, יש צורך להוסיף אותם יחד כדי לקבוע את מספר השומה הכולל (n_t):

לא_t = n_ה + n_ב + ...

עם מספר השומות, עלינו לקבוע את הנפח הכולל דרך הלחץ הכולל של המיכל והטמפרטורה, גם במשוואת Clapeyron

פ_t.V_t = n_t.R.T

בסוף יהיו לנו מספיק נתונים לחישוב הנפח החלקי של כל גז (V._ה) דרך מספר mol שלה (n_ה), מספר השומה הכולל והנפח הכולל בביטוי למטה:

ו_ה = לא_ה
ו_t לא_t

דוגמא:נפח של 8.2 ליטר גז מימן שנמצא ב 227 מעלות צלזיוס, המפעיל לחץ של 5 אטמ ', ונפח של 16.4 ליטר של גז חנקן, ב 27 מעלות צלזיוס ו 6 אטמ, מועברים למיכל אחר השמור על טמפרטורה קבועה של -73 מעלות צלזיוס. בידיעה שהתערובת מפעילה כעת לחץ של 2 אטמים, חישבו את נפח המיכל ואת הנפחים החלקיים של כל גז. נתון: R = 0.082 כספומט. חֲפַרפֶּרֶת^-1.K^-1

שלב ראשון: לחשב את מספר השומות של כל גז באמצעות נפח, טמפרטורה (בקלווין; פשוט הוסף את הערך הנתון ל 273) ולחץ:

• עבור גז מימן (H₂)

פ_H2.V_H2 = n_H2RT

5.8.2 = n_H2.0,082.500

41 = n_H2.41

לא_H2 = 41
41

לא_H2 = 1 מול

• עבור גז חנקן (N₂)

פ_N2.V_N2 = n_N2RT

6.16.4 = n_N2.0,082.300

98.4 = n_N2.24,6

לא_N2 = 98,4
24,6

לא_N2 = 4 mol

שלב שני: קבע את מספר השומה הכולל באמצעות מספר השומה של הגזים שנמצאו בשלב 1:

לא_t = n_H2 + n_N2

לא_t = 1 + 4

לא_t = 5 mol

שלב שלישי: חישבו את נפח המיכל בו נערכה הערבוב. לשם כך נשתמש בסכום מספר החפרפרות של הגזים שנמצאו בשלבים 1 ו -2, הלחץ הכולל שסופק והטמפרטורה (-73 ^אוC, שבקלווין הוא 200) בביטוי להלן:

PV_t = n_t.R.T

2. V._t = 5.0,082.200

2. V._t = 82

ו_t = 82
2

ו_t = 41 ליטר

שלב 4: חשב את הנפח החלקי של כל גז באמצעות הנפח הכולל, מספר השומות של כל גז ומספר השומות הכולל:

• לגז מימן:

ו_H2= לא_H2
ו_t לא_t

ו_H2 = 1
41.5

5. ו_H2 = 41.1

5. V._H2 = 41

ו_H2 = 41
5

ו_H2 = 8.2 ליטר

• לגז חנקן:

ו_N2= לא_N2
ו_t לא_t

ו_N2= 4
41 5

5. ו_N2 = 41.4

5. V._N2 = 164

ו_{N 2} = 164
5

ו_N2 = 32.8 ליטר

על ידי. דיוגו לופס דיאס

מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/dicas-para-calcular-volume-parcial-um-gas.htm