John Dalton (1766-1844) was een groot geleerde van de samenstelling van materie, vooral bekend om zijn atoomtheorie. Hij bracht echter ook vele andere bijdragen aan Science. Onder hen is de bijdrage aan scheikunde en natuurkunde met betrekking tot zijn wet vastgesteld in 1801 die betrekking heeft op de partiële drukken van gassen in gasvormige mengsels.
John Dalton (1766-1844)
Dat Wet van Daltonton zegt het volgende:
In het algemeen hebben we:
PTOTAAL =P1 + P2 + P3 + ... of PTOTAAL = ΣP
Laten we ons bijvoorbeeld de vorming voorstellen van een gasmengsel van heliumgas en zuurstofgas. Aanvankelijk bevinden deze twee gassen zich in afzonderlijke containers, waarbij elk gas zijn eigen volume, zijn eigen druk en zijn eigen temperatuur heeft. Vervolgens worden gelijke volumes van deze gassen in een enkele container gemengd en op dezelfde temperatuur gehouden.
Als deze gassen als ideaal worden beschouwd, zullen ze niet met elkaar reageren en zal het mengsel zal zich gedragen alsof het een enkel gas is en de druk van elke component zal onafhankelijk zijn van de druk. van anderen. Daarom zal de druk van dit mengsel gelijk zijn aan de som van de drukken die door elk van zijn componenten in het mengsel worden uitgeoefend, dat wil zeggen:
PTOTAAL =Phij + PO2
Het is belangrijk om te benadrukken dat de partiële druk van elk gas niet de druk is die het uitoefende voordat het het mengsel binnenging, toen het geïsoleerd was, maar dat het overeenkomt met de druk dat het zou uitoefenen als het alleen was, het totale volume van het mengsel in beslag zou nemen en bij dezelfde temperatuur waarop het mengsel is, dat wil zeggen, de druk ervan binnen de Mengen.
Hier is een voorbeeld: Lucht is een gasmengsel dat in wezen bestaat uit 80% stikstofgas en 20% zuurstofgas. Stel je voor dat een band wordt gekalibreerd met een druk van 2,0 atm door een luchtcompressor. De totale druk van het mengsel in de band is 2,0 atm. Aangezien de wet van Dalton zegt dat de totale druk de som is van de partiële drukken van elk gas in het mengsel, kunnen we concluderen dat de De partiële druk van stikstofgas in dit mengsel is 1,6 atm (80% van 2,0 atm) en die van zuurstofgas is 0,4 atm (20% van 2,0 atm).
Als we de ideale gastoestandsvergelijking gebruiken, hebben we dat de partiële druk van elk van deze gassen gelijk is aan:
Phij = neehijRT
V
PO2 = neeO2RT
V
Merk op dat partiële drukken recht evenredig zijn met het aantal mol (n). De totale druk is dus ook recht evenredig met de som van het totale aantal mol (Σn):
PTOTAAL = ΣNee RT
V
Door deze relaties kunnen we een andere belangrijke chemische grootheid bepalen: a molaire fractie (X). Het is niets meer dan de relatie tussen het aantal mol van een van de gassen in het mengsel en de som van het aantal mol van het mengsel. Deze fractie komt ook overeen met het verband tussen de partiële druk van het gas en de totale druk van het mengsel.
We komen tot de molaire fractie door de vergelijking van de partiële druk van een van de gassen te delen door de totale druk. Laten we heliumgas als voorbeeld nemen:
_Phij. V = Neehij RT
PTOTAAL. Van RT
Phij = Neehij= Xhij
PTOTAAL nee
Zie een voorbeeld: Terugkerend naar het mengsel van stikstof en zuurstof dat aanwezig is in de lucht waarmee de band is gekalibreerd, laten we zeggen dat we voor elke 1 mol lucht 0,8 mol stikstof hebben. De molaire fractie van elk van deze gassen in het mengsel wordt dus gegeven door de onderstaande vergelijkingen:
XN2 = NeeN2 XO2 = NeeO2
ΣNee ΣNee
XN2 = 0,8 mol XO2 = 0,2 mol
1,0 mol 1,0 mol
XN2 = 0,8XO2 = 0,2
Dit kan ook worden gegeven door de hierboven genoemde partiële drukken:
XN2 = PN2 XO2 = PO2
PTOTAAL PTOTAAL
XN2 = 1,6 atm XO2 = 0,4 atm
2,0 atm 2,0 atm
XN2 = 0,8XO2 = 0,2
Merk op dat aangezien de molaire fractie de relatie is tussen een deelwaarde en een totale waarde, de som van alle molaire fracties in het mengsel altijd gelijk zal zijn aan 1:
XN2 + Xo2 = 1
Een belangrijk aspect van de partiële druk van gassen is te zien in ons lichaam. Ons bloed vervoert zuurstofgas (O2) naar de cellen en weefsels van het lichaam en verwijderen kooldioxide (CO2) die vrijkomt in de adem. Deze uitwisseling wordt vergemakkelijkt door de verschillen in partiële druk tussen deze gassen in het bloed en in de weefsels, en het komt altijd voor in de richting van het gebied met hogere druk naar de lagere druk gedeeltelijk.
Deze functie kan echter in het gedrang komen in het geval van klimmers en duikers die zeer lage of zeer grote hoogten bereiken, waar de druk van het ademen van zuurstof verandert. Vandaar het belang van het gebruik van geschikte apparatuur zoals met zuurstof verrijkte persluchtcilinders.
*Redactionele tegoed: Sergey Goryachev / Shutterstock.com
Door Jennifer Fogaça
Afgestudeerd in scheikunde