Парциальное давление газов

частичное давление, закон парциальных давлений, или Закон Дальтона был предложен ученым Джон Далтон, который провел несколько метеорологических исследований, связанных с составом атмосферного воздуха. По его словам,

“частичное давление это сила, которую молекулы газа оказывают на стенки контейнера, точно такая же, как если бы они находились в газовая смесь.”

Основываясь на этом заключении, Дальтон заявил, что давление, оказываемое газовой смесью (полное давление, Pt) в стенок контейнера равняется сумме отдельных парциальных давлений каждого из газов, составляющих этот Смешивание.

п_т = P_THE + P_B + P_Ç

В котором,

п_THE = парциальное давление газа A
п_B = парциальное давление газа B
п_Ç = парциальное давление газа C

Например, если у нас есть смесь, образованная газообразным водородом (H₂), кислород (O₂) и диоксид углерода (CO₂) внутри контейнера давление этой смеси является результатом суммы давлений каждого из этих газов, поэтому:

п_т = P_H2 + P_O2 + P_СО2

1- Отношение парциального давления к общему давлению

По словам Джона Далтона, отношения между частичное давление определенного газа (P_THE) при общем давлении газовой смеси всегда равно молярная доля (ИКС_THE) газа, что дает следующую формулу:

п_THE = X_THE
п_т

Примечательно, что молярная доля газа определяется отношением количества молей (нА) этого газа к величине число родинок (nt) газовой смеси (полученное из суммы числа молей всех газов, составляющих смесь).

Икс_THE = нет_THE
нет_т

Таким образом, если мы подставим формулу мольной доли газа в выражение связи между парциальными давлениями, мы получим:

п_THE = нет_THE
п_т нет_т

2- Общее давление газовой смеси

Общее давление газовой смеси можно определить не только сложив парциальные давления газов, которые ее составляют. Его можно рассчитать с помощью уравнение клапейрона:

п_т.V_т = п_т.R.T

Эта формула может использоваться для расчета общего давления, если используются объем контейнера (или общий объем газов) и общее число молей (n)._т), существование:

R = общая газовая постоянная
T = температура смеси в Кельвинах

Примечание. Если температура указывается в градусах Цельсия, измените ее на Кельвин; для этого просто добавьте значение 273.

3- Пример применения парциального давления газа

Пример: (FEI SP) В контейнере емкостью 44,8 л при температуре 273 К смешивали 4 моля газообразного водорода и 6 моль газообразного кислорода в CNTP. Парциальные давления H₂ это₂, в атмосферах составляют соответственно:

а) 1.0 и 2.0

б) 3.0 и 4.5

в) 0,8 и 1,2

г) 1.0 и 1.5

д) 2.0 и 3.0

Данные, предоставленные упражнением:

Температура = 273 К
Объем системы = 44,8 л
Количество молей газообразного водорода = 4 моля
Количество моль газообразного кислорода = 6 моль

п_H2= ?

п_O2= ?

1^О Шаг: Рассчитайте общее количество родинок

нет_т = п_H2 + п_O2

нет_т = 4 + 6

нет_т = 10 моль

2^О Шаг: Рассчитайте полное давление (Pt) в системе, используя уравнение Клапейрона.

п_т.V_т = п_т.R.T

п_т.44,8 = 10.0,082.273

п_т.44,8 = 223,86

п_т = 223,86
44,8

п_т = 4,996875 атм, тогда P_т это около 5 атм

3^О Шаг: рассчитайте парциальное давление газообразного водорода.

п_H2 = нет_H2
п_т нет_т

п_H2 =  4
 5 10

п_H2.10 = 4.5

п_H2.10 = 20

п_H2 = 20
10

п_H2 = 2 атм

4^О Шаг: рассчитайте парциальное давление газообразного кислорода

Поскольку у нас только два газа в смеси, и мы знаем давление одного из них и общее давление, для расчета парциального давления газообразного кислорода просто используйте выражение для полного давления смеси:

п_т = P_H2 + P_O2

5 = 2 + P_O2

п_O2 = 5 – 2

п_O2 = 3 атм

Автор: Диого Лопес Диас

Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pressao-parcial-dos-gases.htm