Tento text navrhuje tipy na výpočet čiastočného objemu plynu. Pamätajte, že čiastočný objem plynom je priestor, ktorý plyn zaberá vo vnútri nádoby, keď na ňu vyvíja plný tlak plynnej zmesi.
O výpočet čiastočného objemu plynu môže brať do úvahy niekoľko premenných, ako napríklad:
Množstvo hmoty v plyne;
Množstvo hmoty v zmesi plynov;
Celkový tlak plynnej zmesi;
Celkový objem plynnej zmesi;
Podiel v množstve látky v plyne;
Teplota zmesi plynov v Kelvinoch.
Postupujte podľa pokynov tipy na výpočet čiastočného objemu plynu, v ktorej používame všetky vyššie uvedené premenné:
→ 1. tip: Vzorce
Na výpočet celkového objemu (Vt) zmesi plynov, použite:
Vt = VTHE + VB + VÇ + ...
Na výpočet parciálneho objemu plynu z zlomok množstva látky plynu (XTHE ) a celkový objem (Vt), použite:
V.THE = XTHE
V.t
Na výpočet zlomku množstva látky v plyne (XTHE), použijeme vzťah medzi množstvom hmoty v plyne (nTHE) a zmes (nt):
XTHE = čTHE
nt
Na výpočet parciálneho objemu plynu z množstva hmoty v plyne a zmesi (nt), použite:
V.THE= čTHE
V.t čt
Ak chcete vypočítať množstvo látky v plyne, stačí vydeliť hmotnosť jeho molárna hmota (vypočítané pomocou molekulárneho vzorca látky):
čTHE = mTHE
MTHE
Na výpočet množstva celkovej hmoty (čt) zmesi, musíme pridať množstvá hmoty všetkých plynov:
čt = nTHE + nB + nÇ + ...
Vzorec vzťahujúci sa na parciálny tlak (strTHE ) a čiastočný objem (VTHE ) plynu:
PTHE= V.THE
Pt V.t
→ 2. tip
Keď cvičenie vyžaduje výpočet čiastočného objemu, ale poskytuje čiastočné tlaky zmesných plynov:
Kľúčovou položkou, ktorú cvičenie okrem čiastkových tlakov zabezpečí, je objem systému;
Poskytnutý parciálny tlak musí byť pridaný k nájdeniu celkového tlaku v systéme (Pt):
Pt = PTHE + StrB + StrÇ
Na určenie čiastočného objemu každého plynu v zmesi stačí použiť nasledujúci výraz:
PTHE= V.THE
Pt V.t
Príklad:Zmes je tvorená plynmi CO, O2 a tak2, v nádobe, ktorej objem je 5L. Každý plyn obsiahnutý v nádobe má nasledujúci parciálny tlak: 0,50 atm, 0,20 atm a 0,30 atm. Vypočítajte čiastkové objemy pre každú zo zložiek tejto zmesi plynov.
1. krok: Pridajte parciálne tlaky (0,50 atm, 0,20 atm a 0,30 atm) troch dodávaných plynov (CO, O2 a tak2):
Pt = PCO + StrO2 + StrSO2
Pt = 0,5 + 0,2 + 0,3
Pt = 1 atm
2. krok: Vypočítajte parciálny objem CO pomocou celkového objemu (5 L), jeho parciálneho tlaku (0,5 atm) a celkového tlaku (1 atm) vo výraze:
PCO = V.CO
Pt V.t
0,5 = V.CO
15
1.VCO = 0,5.5
V.CO = 2,5 l
3. krok: Vypočítajte čiastočný objem O2 pomocou celkového objemu (5L), jeho parciálneho tlaku (0,2 atm) a celkového tlaku (1 atm) vo výraze:
PO2= V.O2
Pt V.t
0,2 = V.O2
1 5
1.VO2 = 0,2.5
V.O2 = 1 liter
Krok 4: Vypočítajte čiastočný objem OS2 pomocou celkového objemu (5L), jeho parciálneho tlaku (0,2 atm) a celkového tlaku (1 atm) vo výraze:
PSO2= V.SO2
Pt V.t
0,3 = V.SO2
1 5
1.VSO2 = 0,3.5
V.SO2 = 1,5 l
→ 3. tip
Výpočet parciálneho objemu plynu pomocou molárnych percent:
V takomto prípade poskytuje cvičenie celkový tlak, molárne percentá plynov a celkový objem systému;
Uvedené molárne percentá sú zlomky množstva hmoty každého plynu. Ak ich chcete použiť pri výpočtoch, stačí ich vydeliť 100;
Vzorec určený na určenie čiastočného objemu plynu je nasledovný:
V.THE = XTHE
V.t
Príklad: Vzduch je zmes plynov. Viac ako 78% tejto zmesi tvorí dusík. Kyslík predstavuje asi 21%. Argón (0,9%) a oxid uhličitý (0,03%). Zvyšok tvoria iné plyny. Objem, ktorý zaberá kyslík v tejto zmesi, v 10 litrovom prostredí, sa rovná?
1. krok: transformovať percento plynného kyslíka (O2) v molárnom zlomku vydelením poskytnutej hodnoty 100:
XO2 = 21
100
XO2 = 0,21
2. krok: použite celkový objem (33,6 l) a zlomok množstva hmoty O2 (0,21) vo výraze:
V.O2 = XO2
V.t
V.O2 = 0,21
10
V.O2 = 10. 0,21
V.O2 = 2,1 l
→ 4. tip
Keď cvičenie informuje o objemoch, teplotách a tlakoch každého plynu, potom hovorí, že boli zmiešané a začali vyvíjať nový tlak.
V tomto prípade máme objem, tlak a teplotu každého plynu osobitne;
Cvičenie bude informovať o tlaku, ktorý zmes týchto plynov vyvíja pri novej teplote;
Vypočítajte počet mólov každého plynu (nTHE) prostredníctvom jeho tlaku, objemu a teploty (v Kelvinoch) vo vyjadrení clapeyron:
PTHE.VTHE = nTHE.R.T
Po výpočte počtu mólov každého plynu je potrebné ich spojiť, aby sa určil celkový počet mólov (nt):
čt = nTHE + nB + ...
S počtom mólov musíme určiť celkový objem cez celkový tlak v nádobe a teplotu, tiež v Clapeyronovej rovnici
Pt.Vt = nt.R.T
Na konci budeme mať dostatok údajov na výpočet parciálneho objemu každého plynu (VTHE) prostredníctvom jeho molárneho čísla (nTHE), celkové molárne číslo a celkový objem vo výraze uvedenom nižšie:
V.THE = čTHE
V.t čt
Príklad:Objem 8,2 l plynného vodíka, ktorý má teplotu 227 ° C, vyvíja tlak 5 atm, a objem 16,4 l. plynného dusíka pri 27 ° C a 6 atm sa prevedie do iného zásobníka udržiavaného na stálej teplote -73 ° C. S vedomím, že zmes teraz vyvíja tlak 2 atm, vypočítajte objem nádoby a čiastočné objemy každého plynu. Dané: R = 0,082 atm. Krtko-1.K-1
1. krok: vypočítajte počet mólov každého plynu pomocou objemu, teploty (v Kelvinoch; stačí pridať danú hodnotu k 273) a tlak:
Pre plynný vodík (H2)
PH2.VH2 = nH2RT
5,8,2 = nH2.0,082.500
41 = nH2.41
čH2 = 41
41
čH2 = 1 mol
Pre plynný dusík (N2)
PN2.VN2 = nN2RT
6,16,4 = nN2.0,082.300
98,4 = nN2.24,6
čN2 = 98,4
24,6
čN2 = 4 mol
2. krok: Určte celkové molárne číslo pomocou molárnych čísel plynov nájdených v kroku 1:
čt = nH2 + nN2
čt = 1 + 4
čt = 5 mol
3. krok: Vypočítajte objem nádoby, v ktorej sa miešalo. Na tento účel použijeme súčet molárnych čísel plynov nájdených v krokoch 1 a 2, celkový dodaný tlak a teplotu (-73 OC, čo je v Kelvinoch 200) vo výraze uvedenom nižšie:
PVt = nt.R.T
2.Vt = 5.0,082.200
2.Vt = 82
V.t = 82
2
V.t = 41 litrov
Krok 4: Vypočítajte čiastočný objem každého plynu pomocou celkového objemu, počtu mólov každého plynu a počtu celkových mólov:
Pre plynný vodík:
V.H2= čH2
V.t čt
V.H2 = 1
41.5
5. V.H2 = 41.1
5.VH2 = 41
V.H2 = 41
5
V.H2 = 8,2 l
Pre plynný dusík:
V.N2= čN2
V.t čt
V.N2= 4
41 5
5. V.N2 = 41.4
5.VN2 = 164
V.N 2 = 164
5
V.N2 = 32,8 l
Podľa mňa. Diogo Lopes Dias
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/dicas-para-calcular-volume-parcial-um-gas.htm