John Dalton (1766-1844) var en stor lærd om materiens konstitusjon, og var mest kjent for sin atomteori. Imidlertid brakte han også mange andre bidrag til Science. Blant dem er bidraget til kjemi og fysikk angående dets lov etablert i 1801 som forholder seg til delvis trykk av gasser i gassblandinger.
John Dalton (1766-1844)
At Daltons lov sier følgende:
Generelt sett har vi:
PTOTAL = P1 + P2 + P3 + ... eller PTOTAL = ΣP
La oss for eksempel forestille oss dannelsen av en gassblanding av heliumgass og oksygengass. Opprinnelig er disse to gassene i separate beholdere, hver gass har sitt eget volum, sitt eget trykk og sin egen temperatur. Deretter blandes like store mengder av disse gassene i en enkelt beholder og holdes ved samme temperatur.
Å betrakte disse gassene som ideelle, vil de ikke reagere med hverandre, og blandingen vil vil oppføre seg som om det var en enkelt gass, og trykket til hver komponent vil være uavhengig av trykket. av andre. Derfor vil trykket til denne blandingen være lik summen av trykket som utøves av hver av komponentene i blandingen, det vil si:
PTOTAL = Phan + PO2
Det er viktig å understreke at partielt trykk for hver gass ikke er trykket den utøvde før den kom inn i blandingen, da den ble isolert, men det tilsvarer trykket at den ville utøve hvis den var alene, opptar det totale volumet av blandingen og ved den samme temperaturen som blandingen er, det vil si dens trykk i Blande.
Her er et eksempel: Luft er en gassblanding som i utgangspunktet består av 80% nitrogengass og 20% oksygengass. Tenk deg at et dekk er kalibrert med et trykk på 2,0 atm av en luftkompressor. Totaltrykket til blandingen inne i dekket er 2,0 atm. Siden Daltons lov sier at det totale trykket er summen av partialtrykket til hver gass i blandingen, kan vi konkludere med at Deltrykket til nitrogengass i denne blandingen er 1,6 atm (80% av 2,0 atm) og for oksygengass er 0,4 atm (20% av 2,0 atm).
Hvis vi bruker den ideelle gasstilstandsligningen, har vi at partialtrykket til hver av disse gassene er lik:
Phan = nhanRT
V
PO2 = nO2RT
V
Vær oppmerksom på at partialtrykk er direkte proporsjonalt med antall mol (n). Dermed er totaltrykket også direkte proporsjonalt med summen av totalt antall mol (Σn):
PTOTAL = ΣNei RT
V
Gjennom disse forholdene kan vi bestemme en annen viktig kjemisk størrelse: a molar fraksjon (X). Det er ikke noe mer enn forholdet mellom antall mol av en av gassene i blandingen og summen av antall mol av blandingen. Denne fraksjonen tilsvarer også forholdet mellom gassens delvise trykk og blandingens totale trykk.
Vi kommer til molarfraksjonen ved å dele ligningen av partialtrykket til en av gassene med det totale trykket. La oss ta heliumgass som et eksempel:
_Phan. V = Neihan RT
PTOTAL. Vn RT
Phan = Neihan= Xhan
PTOTAL n
Se et eksempel: Når vi går tilbake til blandingen av nitrogen og oksygen i luften som dekket ble kalibrert med, la oss si at for hver 1 mol luft har vi 0,8 mol nitrogen. Dermed er molarfraksjonen av hver av disse gassene i blandingen gitt av ligningene nedenfor:
XN2 = NeiN2 XO2 = NeiO2
ΣNei ΣNei
XN2 = 0,8 mol XO2 = 0,2 mol
1,0 mol 1,0 mol
XN2 = 0,8XO2 = 0,2
Dette kan også gis av det delvise presset nevnt ovenfor:
XN2 = PN2 XO2 = PO2
PTOTAL PTOTAL
XN2 = 1,6 atm XO2 = 0,4 atm
2,0 atm 2,0 atm
XN2 = 0,8XO2 = 0,2
Merk at siden molarfraksjonen er forholdet mellom en delvis verdi og en totalverdi, vil summen av alle molare fraksjoner i blandingen alltid være lik 1:
XN2 + Xo2 = 1
Et viktig aspekt av partielt trykk av gasser ses i kroppene våre. Blodet vårt fører oksygengass (O2) til kroppens celler og vev og fjerne karbondioksid (CO2) som frigjøres i pusten. Denne utvekslingen blir lettere av forskjellene i partielt trykk mellom disse gassene i blodet og i vev, og det skjer alltid i retning av regionen med høyere trykk til lavere trykk delvis.
Imidlertid kan denne funksjonen bli kompromittert i tilfelle klatrere og dykkere som når veldig lave eller veldig høye høyder, hvor trykket på å puste oksygen endres. Derfor er viktigheten av å bruke egnet utstyr som oksygenanrikede trykkluftflasker.
* Redaksjonell kreditt: Sergey Goryachev / Shutterstock.com
Av Jennifer Fogaça
Uteksamen i kjemi