Presiunea parțială a gazelor

presiune parțială, legea presiunilor parțiale sau Legea lui Dalton a fost propus de savant John Dalton, care a efectuat mai multe studii meteorologice și legate de compoziția aerului atmosferic. Conform lui,

“presiune parțială este forța pe care o exercită moleculele unui gaz pe pereții unui recipient, care este exact aceeași cu cea pe care ar exercita-o dacă ar fi într-un amestec de gaze.”

Pe baza acestei concluzii, Dalton a afirmat că presiunea exercitată de un amestec de gaze (presiunea totală, Pt) în pereții unui container sunt egali cu suma presiunilor parțiale individuale ale fiecăruia dintre gazele care îl compun Amesteca.

P_t = P_THE + P_B + P_Ç

In care,

P_THE = presiunea parțială a gazului A
P_B = presiunea parțială a gazului B
P_Ç = presiunea parțială a gazului C

De exemplu, dacă avem un amestec format din hidrogen gazos (H₂), oxigen (O₂) și dioxid de carbon (CO₂) în interiorul unui recipient, presiunea acestui amestec este rezultatul sumei presiunilor fiecăruia dintre aceste gaze, prin urmare:

P_t = P_H2 + P_O2 + P_CO2

1- Relația presiunii parțiale cu presiunea totală

Potrivit lui John Dalton, relația dintre presiune parțială a unui anumit gaz (P_THE) cu presiunea totală a amestecului de gaze este întotdeauna egală cu fracția molară (X_THE) de gaz, care are ca rezultat următoarea formulă:

P_THE = X_THE
P_t

Este de remarcat faptul că fracția molară a unui gaz este dată de raportul dintre numărul de moli (nA) al acestui gaz de către numărul aluniței (nt) al amestecului de gaze (rezultat din suma numărului de moli a tuturor gazelor care alcătuiesc amestecul).

X_THE = Nu_THE
Nu_t

Astfel, dacă substituim formula fracției molare a gazului în expresia relației dintre presiunile parțiale, avem:

P_THE = Nu_THE
P_t Nu_t

2- Presiunea totală a unui amestec de gaze

Presiunea totală a unui amestec de gaze poate fi găsită nu numai prin adăugarea presiunilor parțiale ale gazelor care îl compun. Poate fi calculat folosind ecuația clapeyron:

P_t.V_t = n_t.R.T

Această formulă poate fi utilizată pentru a calcula presiunea totală, atâta timp cât se utilizează volumul recipientului (sau volumul total de gaze) și numărul total de mol (n)._t), fiind:

R = constanta generala a gazului
T = temperatura amestecului în Kelvin

Notă: dacă temperatura este în grade Celsius, schimbați-o în Kelvin; pentru a face acest lucru, trebuie doar să adăugați valoarea furnizată cu 273.

3- Exemplu de aplicare a presiunii parțiale a unui gaz

Exemplu: (FEI SP) Într-un recipient de 44,8 L, păstrat la 273K, s-au amestecat 4 mol de hidrogen gazos și 6 mol de oxigen gazos în CNTP. Presiuni parțiale ale lui H₂ este₂, în atmosfere, sunt, respectiv:

a) 1.0 și 2.0

b) 3.0 și 4.5

c) 0,8 și 1,2

d) 1,0 și 1,5

e) 2.0 și 3.0

Date furnizate de exercițiu:

Temperatura = 273 K
Volumul sistemului = 44,8 L
Numărul de moli de hidrogen gazos = 4 moli
Numărul de moli de oxigen gazos = 6 moli

P_H2= ?

P_O2= ?

1^O Pas: Calculați numărul total de alunițe

Nu_t = n_H2 + n_O2

Nu_t = 4 + 6

Nu_t = 10 mol

2^O Pas: Calculați presiunea totală (Pt) a sistemului folosind ecuația Clapeyron

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, apoi P_t este cam 5 atm

3^O Pas: Calculați presiunea parțială a hidrogenului gazos

P_H2 = Nu_H2
P_t Nu_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 Pas: Calculați presiunea parțială a oxigenului gazos

Deoarece avem doar două gaze în amestec și cunoaștem presiunea unuia dintre ele și presiunea totală, pentru a calcula presiunea parțială a oxigenului gazos, folosiți doar expresia presiunii totale a amestecului:

P_t = P_H2 + P_O2

5 = 2 + P_O2

P_O2 = 5 – 2

P_O2 = 3 atm

De mine. Diogo Lopes Dias

Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pressao-parcial-dos-gases.htm