Padomi gāzes daļējā tilpuma aprēķināšanai

Šis teksts ierosina padomi gāzes daļējā tilpuma aprēķināšanai. Atcerieties, ka daļējs tilpums gāze ir telpa, kuru gāze aizņem tvertnes iekšpusē, kad uz to tiek izdarīts pilns gāzes maisījuma spiediens.

O aprēķinot gāzes daļējo tilpumu var ņemt vērā vairākus mainīgos, piemēram:

Vielas daudzums gāzē;
Vielas daudzums gāzes maisījumā;
Kopējais gāzes maisījuma spiediens;
Kopējais gāzes maisījuma tilpums;
Vielas frakcija gāzē;
Gāzes maisījuma temperatūra Kelvinos.

Seko tagad padomi gāzes daļējā tilpuma aprēķināšanai, kurā mēs izmantojam visus iepriekš ierosinātos mainīgos:

→ 1. padoms: formulas

Lai aprēķinātu kopējo tilpumu (V_t) gāzes maisījuma, izmantojiet:

Vt = V+ V_B + V_Ç + ...

Lai aprēķinātu gāzes daļējo tilpumu no frakcija vielas daudzumā gāzes (X) un kopējais tilpums (V._t), izmantojiet:

V = X
V_t

Lai aprēķinātu frakciju vielas daudzumā gāzē (X), mēs izmantojam sakarību starp vielas daudzumu gāzē (n) un maisījumu (n_t):

X = Nē
nt

Lai aprēķinātu gāzes daļējo tilpumu no vielas daudzumiem gāzē un maisījumā (n_t), izmantojiet:

instagram story viewer

V= Nē
V_t Nē_t

Lai aprēķinātu vielas daudzumu gāzē, vienkārši daliet masu ar to molārā masa (aprēķināts, izmantojot vielas molekulāro formulu):

Nē = m
M

Lai aprēķinātu kopējās vielas daudzumu (n_t), jāpievieno visu gāzu vielas daudzums:

Nē_t = n + n_B + n_Ç + ...

Formula, kas attiecas uz daļēju spiedienu (P) un daļējais tilpums (V) gāzes:

P= V
P_t V_t

→ 2. padoms

Ja vingrinājumam ir nepieciešams daļējs tilpuma aprēķins, bet tas nodrošina daļēju maisījuma gāzu spiedienu:

Galvenais elements, ko vingrinājums nodrošinās papildus daļējam spiedienam, ir sistēmas apjoms;
Parastie daļējie spiedieni jāpievieno, lai atrastu kopējo sistēmas spiedienu (Pt):

P_t = P+ P_B + P_Ç

Lai noteiktu katras gāzes daļējo tilpumu maisījumā, izmantojiet šādu izteicienu:

P= V
P_t V_t

Piemērs:Maisījumu veido gāzes CO, O₂ un tā₂, traukā, kura tilpums ir 5L. Katrai traukā esošajai gāzei ir attiecīgi šāds daļējais spiediens: 0,50 atm, 0,20 atm un 0,30 atm. Aprēķiniet daļējos tilpumus katram šī gāzes maisījuma komponentam.

1. solis: Pievieno triju piegādāto gāzu (CO, O₂ un tā₂):

P_t = P_CO + P_O2 + P_SO2

P_t = 0,5 + 0,2 + 0,3

P_t = 1 atm

2. solis: Aprēķiniet CO daļējo tilpumu, izmantojot kopējo tilpumu (5L), tā daļējo spiedienu (0,5 atm) un kopējo spiedienu (1 atm) izteiksmē:

P_CO = V_CO
P_t V_t

0,5 = V_CO
15

1.V_CO = 0,5.5

V_CO = 2,5 l

3. solis: Aprēķiniet O daļējo tilpumu₂ izmantojot kopējo tilpumu (5L), tā daļējo spiedienu (0,2 atm) un kopējo spiedienu (1 atm) izteiksmē:

P_O2= V_O2
P_t V_t

0,2 = V_O2
1 5

1.V_O2 = 0,2.5

V_O2 = 1 L

4. solis: Aprēķiniet OS daļējo tilpumu₂ izmantojot kopējo tilpumu (5L), tā daļējo spiedienu (0,2 atm) un kopējo spiedienu (1 atm) izteiksmē:

P_SO2= V_SO2
P_t V_t

0,3 = V_SO2
1 5

1.V_SO2 = 0,3.5

V_SO2 = 1,5 l

→ 3. padoms

Gāzes daļējā tilpuma aprēķins, izmantojot molos procentus:

Šāda veida situācijās vingrinājumi nodrošina kopējo spiedienu, gāzu molos procentus un kopējo sistēmas tilpumu;
Norādītie moliskie procenti ir katras gāzes vielas frakcijas. Lai tos izmantotu aprēķinos, vienkārši daliet ar 100;
Gāzes daļējā tilpuma noteikšanai norādītā formula ir šāda:

V = X
V_t

Piemērs: Gaiss ir gāzu maisījums. Vairāk nekā 78% no šī maisījuma ir slāpeklis. Skābeklis veido apmēram 21%. Argons, 0,9%, un oglekļa dioksīds, 0,03%. Pārējo veido citas gāzes. Skābekļa aizņemtais tilpums šajā maisījumā 10 L vidē ir vienāds ar?

1. solis: pārveidot skābekļa gāzes procentuālo daudzumu (O₂) molārajā frakcijā, dalot iegūto vērtību ar 100:

X_O2= 21
100

X_O2 = 0,21

2. solis: izmantot kopējo tilpumu (33,6 L) un frakciju O vielas daudzumā₂ (0,21) izteiksmē:

V_O2 = X_O2
V_t

V_O2 = 0,21
10

V_O2 = 10. 0,21

V_O2 = 2,1 l

→ 4. padoms

Kad vingrinājums informē par katras gāzes daudzumu, temperatūru un spiedienu, tad tajā teikts, ka tie ir sajaukti un sāk izdarīt jaunu spiedienu.

Šajā gadījumā mums ir katras gāzes tilpums, spiediens un temperatūra atsevišķi;
Vingrinājums informēs spiedienu, ko šo gāzu maisījums rada jaunā temperatūrā;
Aprēķiniet katras gāzes molu skaitu (ncaur spiedienu, tilpumu un temperatūru (Kelvinos) izteiksmē klapeirons:

P.V = n.R.T

Pēc katras gāzes molu skaita aprēķināšanas ir nepieciešams tos saskaitīt, lai noteiktu kopējo molu skaitu (n_t):

Nē_t = n + n_B + ...

Ņemot vērā molu skaitu, mums jānosaka kopējais tilpums, izmantojot kopējo tvertnes spiedienu un temperatūru, arī Clapeyron vienādojumā

P_t.V_t = n_t.R.T

Beigās mums būs pietiekami daudz datu, lai aprēķinātu katras gāzes daļējo tilpumu (V) caur tā mol numuru (n), kopējais molu skaits un kopējais tilpums zemāk esošajā izteiksmē:

V= Nē
V_t Nē_t

Piemērs:8,2 l ūdeņraža gāzes tilpums 227 ° C temperatūrā, radot 5 atm spiedienu, un 16,4 L tilpums slāpekļa gāzes 27 ° C temperatūrā un 6 atm. pārnes uz citu trauku, kurā uztur nemainīgu temperatūru -73 ° C. Zinot, ka maisījums tagad izdara 2 atm spiedienu, aprēķiniet trauka tilpumu un katras gāzes daļējos tilpumus. Dots: R = 0,082 atm. kurmis^-1.K^-1

1. solis: aprēķiniet katras gāzes molu skaitu, izmantojot tilpumu, temperatūru (Kelvinos; vienkārši pievienojiet norādīto vērtību 273) un spiedienu:

Ūdeņraža gāzei (H₂)

P_H2.V_H2 = n_H2RT

5.8.2 = n_H2.0,082.500

41 = n_H2.41

Nē_H2 = 41
41

Nē_H2 = 1 mol

Slāpekļa gāzei (N₂)

P_N2.V_N2 = n_N2RT

6.16,4 = n_N2.0,082.300

98,4 = n_N2.24,6

Nē_N2 = 98,4
24,6

Nē_N2 = 4 mol

2. solis: Nosakiet kopējo molu skaitu, izmantojot 1. solī konstatēto gāzu molu skaitu:

Nē_t = n_H2 + n_N2

Nē_t = 1 + 4

Nē_t = 5 mol

3. solis: Aprēķiniet tvertnes tilpumu, kur tika veikta sajaukšana. Šim nolūkam mēs izmantosim 1. un 2. solī konstatēto gāzu molu, kopējo piegādāto spiedienu un temperatūru (-73 ^OC, kas Kelvinā ir 200) zemāk esošajā izteiksmē:

PV_t = n_t.R.T

2.V_t = 5.0,082.200

2.V_t = 82

V_t = 82
2

V_t = 41 L

4. solis: Aprēķiniet katras gāzes daļējo tilpumu, izmantojot kopējo tilpumu, katras gāzes molu skaitu un kopējo molu skaitu: