Этот текст предлагает советы по расчету парциального объема газа. Помните, что частичный объем газа - это пространство, которое газ занимает внутри контейнера, когда на него действует полное давление газовой смеси.
О расчет парциального объема газа может учитывать несколько переменных, таких как:
Количество вещества в газе;
Количество вещества в газовой смеси;
Общее давление газовой смеси;
Общий объем газовой смеси;
Доля количества вещества в газе;
Температура газовой смеси в Кельвинах.
Следуйте сейчас за советы по расчету парциального объема газа, в котором мы используем все предложенные выше переменные:
→ 1-й совет: формулы
Для расчета общего объема (Vт) газовой смеси используйте:
Vt = VTHE + VB + VÇ + ...
Чтобы рассчитать парциальный объем газа из доля в количестве вещества газа (XTHE ) и общий объем (Vт), использовать:
VTHE = ИксTHE
Vт
Чтобы вычислить долю вещества в газе (XTHE) воспользуемся соотношением количества вещества в газе (nTHE) и смесь (nт):
ИксTHE = нетTHE
нт
Чтобы вычислить парциальный объем газа из количества вещества в газе и смеси (nт), использовать:
VTHE= нетTHE
Vт нетт
Чтобы рассчитать количество вещества в газе, просто разделите массу на его молярная масса (рассчитано по молекулярной формуле вещества):
нетTHE = мTHE
MTHE
Для расчета общего количества вещества (nт) смеси, мы должны добавить количества вещества всех газов:
нетт = пTHE + пB + пÇ + ...
Формула для парциального давления (PTHE ) и частичный объем (VTHE ) газа:
пTHE= VTHE
пт Vт
→ 2-й совет
Когда упражнение требует расчета частичного объема, но обеспечивает парциальные давления смеси газов:
Ключевым параметром, который дадут упражнения, помимо частичных давлений, является объем системы;
Чтобы найти полное давление в системе (Pt), необходимо сложить указанные парциальные давления:
пт = PTHE + PB + PÇ
Чтобы определить парциальный объем каждого газа в смеси, просто используйте следующее выражение:
пTHE= VTHE
пт Vт
Пример:Смесь образуют газы CO, O2 и другие2, в таре объемом 5л. Каждый газ, содержащийся в баллоне, имеет следующее парциальное давление, соответственно: 0,50 атм, 0,20 атм и 0,30 атм. Рассчитайте парциальные объемы для каждого из компонентов этой газовой смеси.
1-й шаг: Добавьте парциальные давления (0,50 атм, 0,20 атм и 0,30 атм) трех подаваемых газов (CO, O2 и другие2):
пт = PCO + PO2 + PSO2
пт = 0,5 + 0,2 + 0,3
пт = 1 атм
2-й шаг: Рассчитайте парциальный объем CO, используя общий объем (5 л), его парциальное давление (0,5 атм) и общее давление (1 атм) в выражении:
пCO = VCO
пт Vт
0,5 = VCO
15
1.VCO = 0,5.5
VCO = 2,5 л
3-й шаг: Рассчитайте парциальный объем O2 используя общий объем (5 л), его парциальное давление (0,2 атм) и полное давление (1 атм) в выражении:
пO2= VO2
пт Vт
0,2 = VO2
1 5
1.VO2 = 0,2.5
VO2 = 1 л
Шаг 4: Рассчитать частичный объем ОС2 используя общий объем (5 л), его парциальное давление (0,2 атм) и полное давление (1 атм) в выражении:
пSO2= VSO2
пт Vт
0,3 = VSO2
1 5
1.VSO2 = 0,3.5
VSO2 = 1,5 л
→ 3-й совет
Расчет парциального объема газа с использованием мольных процентов:
В такой ситуации упражнения позволяют определить общее давление, молярные проценты газов и общий объем системы;
Приведенные молярные проценты являются количественными долями вещества каждого газа. Чтобы использовать их в расчетах, просто разделите на 100;
Формула для определения парциального объема газа выглядит следующим образом:
VTHE = ИксTHE
Vт
Пример: Воздух - это смесь газов. Более 78% этой смеси составляет азот. Кислород составляет около 21%. Аргон 0,9% и диоксид углерода 0,03%. Остальное состоит из других газов. Объем, занимаемый кислородом в этой смеси в среде 10 л, равен?
1-й шаг: преобразовать процентное содержание газообразного кислорода (O2) в молярной доле от деления значения на 100:
ИксO2 = 21
100
ИксO2 = 0,21
2-й шаг: используйте общий объем (33,6 л) и долю вещества O2 (0.21) в выражении:
VO2 = ИксO2
Vт
VO2 = 0,21
10
VO2 = 10. 0,21
VO2 = 2,1 л
→ 4-й совет
Когда в упражнении сообщаются объемы, температура и давление каждого газа, тогда говорится, что они были смешаны и начинают оказывать новое давление.
В этом случае у нас есть объем, давление и температура каждого газа индивидуально;
Упражнение проинформирует о давлении, которое смесь этих газов оказывает при новой температуре;
Вычислите количество молей каждого газа (nTHE) через его давление, объем и температуру (в Кельвинах) в выражении клапейрон:
пTHE.VTHE = пTHE.R.T
После расчета количества молей каждого газа необходимо сложить их вместе, чтобы определить общее количество молей (nт):
нетт = пTHE + пB + ...
Используя количество молей, мы должны определить общий объем через общее давление в емкости и температуру, также в уравнении Клапейрона.
пт.Vт = пт.R.T
В итоге у нас будет достаточно данных для расчета парциального объема каждого газа (VTHE) через его мольное число (nTHE), общее число молей и общий объем в приведенном ниже выражении:
VTHE = нетTHE
Vт нетт
Пример:Объем 8,2 л газообразного водорода с температурой 227 ° C и давлением 5 атм и объемом 16,4 л. азота при температуре 27 ° C и давлении 6 атм переносятся в другой контейнер, в котором поддерживается постоянная температура -73 ° С. Зная, что смесь теперь оказывает давление 2 атм, рассчитайте объем емкости и парциальные объемы каждого газа. Дано: R = 0,082 атм. крот-1.K-1
1-й шаг: рассчитать количество молей каждого газа, используя объем, температуру (в Кельвинах; просто добавьте данное значение к 273) и давление:
Для газообразного водорода (H2)
пH2.VH2 = пH2RT
5.8.2 = пH2.0,082.500
41 = пH2.41
нетH2 = 41
41
нетH2 = 1 моль
Для газообразного азота (N2)
пN2.VN2 = пN2RT
6.16.4 = nN2.0,082.300
98,4 = пN2.24,6
нетN2 = 98,4
24,6
нетN2 = 4 моль
2-й шаг: Определите общее количество молей, используя количество молей газов, найденное на шаге 1:
нетт = пH2 + пN2
нетт = 1 + 4
нетт = 5 моль
3-й шаг: Рассчитайте объем емкости, в которой производилось перемешивание. Для этого мы будем использовать сумму числа молей газов, найденных на этапах 1 и 2, общее подаваемое давление и температуру (-73 ОC, которая в Кельвинах равна 200) в приведенном ниже выражении:
PVт = пт.R.T
2.Vт = 5.0,082.200
2.Vт = 82
Vт = 82
2
Vт = 41 л
Шаг 4: Вычислите частичный объем каждого газа, используя общий объем, количество молей каждого газа и общее количество молей:
Для водородного газа:
VH2= нетH2
Vт нетт
VH2 = 1
41.5
5. VH2 = 41.1
5.VH2 = 41
VH2 = 41
5
VH2 = 8,2 л
Для газообразного азота:
VN2= нетN2
Vт нетт
VN2= 4
41 5
5. VN2 = 41.4
5.VN2 = 164
V№ 2 = 164
5
VN2 = 32,8 л
Автор: Диого Лопес Диас
Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/dicas-para-calcular-volume-parcial-um-gas.htm