ჯონ დალტონი (1766-1844) იყო მატერიის კონსტიტუციის დიდი მცოდნე, რომელიც ყველაზე მეტად ცნობილია თავისი ატომური თეორიით. ამასთან, მან მრავალი სხვა წვლილი შეიტანა მეცნიერებაში. მათ შორისაა ქიმიასა და ფიზიკაში შეტანილი წვლილი მის შესახებ 1801 წელს დადგენილი კანონი, რომელიც ეხება გაზების ნაწილობრივ წნევას გაზურ ნარევებში.
ჯონ დალტონი (1766-1844)
რომ დალტონის კანონი შემდეგს ამბობს:
ზოგადად, ჩვენ გვაქვს:
პსულ = პ1 + პ2 + პ3 + ... ან პსულ = ΣP
მაგალითად, მოდით წარმოვიდგინოთ ჰელიუმის გაზისა და ჟანგბადის გაზის აირების ნარევის წარმოქმნა. თავდაპირველად ეს ორი გაზები ცალკეულ ჭურჭელშია, თითოეულ გაზს აქვს საკუთარი მოცულობა, საკუთარი წნევა და საკუთარი ტემპერატურა. შემდეგ, ამ გაზების თანაბარი მოცულობები შერეულია ერთ ჭურჭელში და ინახება იმავე ტემპერატურაზე.
ამ გაზების იდეალურად ჩათვლით, ისინი ერთმანეთთან რეაგირებას არ მოახდენენ და ნარევიც მოახდენს ისე მოიქცევა, თითქოს ეს იყოს ერთი გაზი და თითოეული კომპონენტის წნევა დამოუკიდებელი იქნება წნევისგან. სხვების. ამიტომ, ამ ნარევის წნევა ტოლი იქნება წნევის ჯამი, რომელსაც ახდენს თითოეული მისი კომპონენტი ნარევში, ანუ:
პსულ = პის + პო2
მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ თითოეული გაზის ნაწილობრივი წნევა არ არის ის წნევა, რომელიც მან მოახდინა ნარევში შესვლამდე, როდესაც იგი იზოლირებული იყო, მაგრამ ეს შეესაბამება წნევას რომ იგი ახდენდა მარტო ყოფნას, დაიკავებდა ნარევის მთელ მოცულობას და იმავე ტემპერატურაზე, რომელზეც არის ნარევი, ანუ მისი წნევა შეურიეთ.
აი მაგალითად: ჰაერი არის გაზის ნარევი, რომელიც შედგება ძირითადად 80% აზოტის გაზისა და 20% ჟანგბადის გაზისგან. წარმოიდგინეთ, რომ საბურავის დაკალიბრება ხდება ჰაერის კომპრესორის მიერ 2.0 ატმოსფეროს წნევით. ნარევის მთლიანი წნევა საბურავის შიგნით არის 2.0 ატმოსფერო. მას შემდეგ, რაც დალტონის კანონი ამბობს, რომ მთლიანი წნევა არის ნარევში თითოეული გაზის ნაწილობრივი წნევის ჯამი, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ აზოტის გაზის ნაწილობრივი წნევა ამ ნარევში 1,6 ატმოსფეროა (2,0 ატმოსფეროს 80%) და ჟანგბადის გაზი არის 0,4 ატმოსფერო (2.0 ატმოსფეროს 20%).
თუ გამოვიყენებთ გაზის მდგომარეობის იდეალურ განტოლებას, უნდა გავითვალისწინოთ, რომ თითოეული ამ გაზების ნაწილობრივი წნევა ტოლია:
პის = nისRT
ვ
პO2 = nO2RT
ვ
გაითვალისწინეთ, რომ ნაწილობრივი წნევები პირდაპირპროპორციულია მოლების (n) რიცხვებისა. ამრიგად, მთლიანი წნევა ასევე პირდაპირპროპორციულია მოლების მთლიანი რაოდენობის (Σn) ჯამის:
პსულ = Σარა RT
ვ
ამ ურთიერთობების საშუალებით ჩვენ შეგვიძლია განვსაზღვროთ კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი ქიმიური სიდიდე: ა მოლური წილი (X). ეს სხვა არაფერია, თუ არა სხვა ნარევში ერთი გაზების მოლების რაოდენობასა და ნარევის მოლების რაოდენობის ჯამს შორის კავშირი. ეს ფრაქცია ასევე შეესაბამება გაზის ნაწილობრივ წნევასა და ნარევის მთლიან წნევას შორის დამოკიდებულებას.
მოლარულ ფრაქციამდე მივალთ ერთ-ერთი აირის ნაწილობრივი წნევის განტოლების მთლიანი წნევის გაყოფით. მაგალითისთვის ავიღოთ ჰელიუმის გაზი:
_ პის. ვ = არაის RT
პსულ. VΣn RT
პის = არაის= Xის
პსულ ნ
იხილეთ მაგალითი: დავუბრუნდეთ აზოტისა და ჟანგბადის ნარევს ჰაერში, რომლითაც საბურავი დაკალიბრდა, ვთქვათ, რომ 1 მლ ჰაერზე გვაქვს 0,8 მოლი აზოტი. ამრიგად, თითოეული ამ აირების მოლური წილი ნარევში მოცემულია ქვემოთ მოცემული განტოლებებით:
XN2 = არაN2 XO2 = არაO2
Σარა Σარა
XN2 = 0,8 მოლი XO2 = 0,2 მოლი
1.0 მოლი 1.0 მოლი
XN2 = 0,8XO2 = 0,2
ეს შეიძლება ზემოხსენებული ნაწილობრივი ზეწოლის შედეგად წარმოიშვას:
XN2 = პN2 XO2 = პO2
პსულ პსულ
XN2 = 1.6 ატმოსფერო XO2 = 0,4 ატმოსფერო
2.0 ატმოსფერო 2.0 ატმოსფერო
XN2 = 0,8XO2 = 0,2
გაითვალისწინეთ, რომ მოლური ფრაქცია არის ურთიერთკავშირი ნაწილობრივ მნიშვნელობასა და მთლიან მნიშვნელობას შორის, ყველა მოლური ფრაქციების ჯამი ნარევში ყოველთვის ტოლია 1:
XN2 + Xo2 = 1
გაზების ნაწილობრივი წნევის მნიშვნელოვანი ასპექტი ჩანს ჩვენს სხეულში. ჩვენი სისხლი ატარებს ჟანგბადის გაზს (O2) სხეულის უჯრედებსა და ქსოვილებში და ამოიღონ ნახშირორჟანგი (CO)2) რომელიც გამოიყოფა სუნთქვაში. ამ გაცვლას ხელს უწყობს ნაწილობრივი წნევის სხვაობა სისხლში და ამ გაზებს შორის ქსოვილებში, და ეს ყოველთვის ხდება უფრო მაღალი წნევის რეგიონის ქვედა წნევის მიმართულებით ნაწილობრივი
ამასთან, ეს ფუნქცია შეიძლება კომპრომეტირებული იყოს ალპინისტებისა და მყვინთავების შემთხვევაში, რომლებიც ძალიან დაბალ ან ძალიან მაღალ სიმაღლეზე აღწევენ, სადაც სუნთქვის ჟანგბადის წნევა იცვლება. აქედან გამომდინარე, მნიშვნელოვანია ისეთი აღჭურვილობის გამოყენების მნიშვნელობა, როგორიცაა ჟანგბადით გამდიდრებული კომპრესირებული ჰაერის ბალონები.
* სარედაქციო კრედიტი: სერგეი გორიაჩოვი / Shutterstock.com
ჯენიფერ ფოგაჩას მიერ
დაამთავრა ქიმია
