Daļējs gāzu spiediens

daļējs spiediens, daļēja spiediena likums vai Daltona likums ierosināja zinātnieks Džons Daltons, kurā veikti vairāki meteoroloģiskie pētījumi un kas saistīti ar atmosfēras gaisa sastāvu. Pēc viņa teiktā,

“daļējs spiediens ir spēks, ko gāzes molekulas iedarbojas uz trauka sienām, kas ir tieši tāds pats kā tas, ja tas atrastos gāzes maisījums.”

Pamatojoties uz šo secinājumu, Daltons paziņoja, ka gāzes maisījuma (kopējais spiediens, Pt) spiediens tvertnes sienas ir vienādas ar katras gāzes, kas to veido, individuālo daļējo spiedienu summu Sajauc.

P_t = P + P_B + P_Ç

Kurā,

P = gāzes A daļējais spiediens
P_B = gāzes B daļējais spiediens
P_Ç = gāzes parciālais spiediens C

Piemēram, ja mums ir maisījums, ko veido ūdeņraža gāzes (H₂), skābeklis (O₂) un oglekļa dioksīdu (CO₂) tvertnes iekšpusē šī maisījuma spiediens ir katras šīs gāzes spiediena summas rezultāts, tādējādi:

P_t = P_H2 + P_O2 + P_CO2

1. Parciālā spiediena saistība ar kopējo spiedienu

Pēc Džona Daltona domām, attiecības starp daļējs spiediens noteiktas gāzes (P

) ar kopējo gāzes maisījuma spiedienu vienmēr ir vienāds ar molārā frakcija (X) gāzes, kuras rezultātā iegūst šādu formulu:

P = X
P_t

Jāatzīmē, ka gāzes molāro frakciju izsaka attiecība starp šīs gāzes molu skaitu (nA) ar mola numurs (nt) gāzes maisījuma (kas iegūts no visu gāzu, kas veido maisījumu, molu skaita summas).

X = Nē
Nē_t

Tādējādi, ja mēs aizstājam gāzes molārās daļas formulu, izsakot attiecību starp daļējiem spiedieniem, mums ir:

P = Nē
P_t Nē_t

2- Gāzes maisījuma kopējais spiediens

Gāzes maisījuma kopējo spiedienu var atrast, tikai pievienojot to veidojošo gāzu daļējos spiedienus. To var aprēķināt, izmantojot klapeirona vienādojums:

P_t.V_t = n_t.R.T

Šo formulu var izmantot, lai aprēķinātu kopējo spiedienu, ja vien tiek izmantots tvertnes tilpums (vai kopējais gāzu tilpums) un kopējais mol skaitlis (n)._t), kas ir:

R = vispārējā gāzes konstante
T = maisījuma temperatūra Kelvinos

Piezīme: ja temperatūra ir grādos pēc Celsija, mainiet to uz Kelvinu; lai to izdarītu, vienkārši pievienojiet vērtību, kas paredzēta 273.

3- Gāzes daļējā spiediena piemērošanas piemērs

Piemērs: (FEI SP) 44,8 litru tvertnē, kas turēta 273 K temperatūrā, CNTP sajauca 4 molus ūdeņraža gāzes un 6 mol skābekļa gāzes. Daļējs H spiediens₂ tas ir₂, atmosfērā, ir attiecīgi:

a) 1.0 un 2.0

b) 3.0 un 4.5

c) 0,8 un 1,2

d) 1,0 un 1,5

e) 2.0 un 3.0

Vingrinājuma sniegtie dati:

Temperatūra = 273 K
Sistēmas tilpums = 44,8 L
Ūdeņraža gāzes molu skaits = 4 moli
Skābekļa gāzes molu skaits = 6 moli

P_H2= ?

P_O2= ?

1^O Solis: aprēķiniet kopējo molu skaitu

Nē_t = n_H2 + n_O2

Nē_t = 4 + 6

Nē_t = 10 mol

2^O Solis: aprēķiniet sistēmas kopējo spiedienu (Pt), izmantojot Kleipirona vienādojumu

P_t.V_t = n_t.R.T

P_t.44,8 = 10.0,082.273

P_t.44,8 = 223,86

P_t = 223,86
44,8

P_t = 4,996875 atm, tad P_t tas ir apmēram 5 atm

3^O Solis: Aprēķiniet ūdeņraža gāzes parciālo spiedienu

P_H2 = Nē_H2
P_t Nē_t

P_H2 =  4
 5 10

P_H2.10 = 4.5

P_H2.10 = 20

P_H2 = 20
10

P_H2 = 2 atm

4^O Solis: Aprēķiniet skābekļa gāzes parciālo spiedienu

Tā kā mums maisījumā ir tikai divas gāzes un mēs zinām viena no tiem spiedienu un kopējo spiedienu, lai aprēķinātu skābekļa gāzes daļējo spiedienu, vienkārši izmantojiet maisījuma kopējā spiediena izteiksmi:

P_t = P_H2 + P_O2

5 = 2 + P_O2

P_O2 = 5 – 2

P_O2 = 3 atm

Autors: Diogo Lopes Dias

Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pressao-parcial-dos-gases.htm