Parciálny tlak plynov

čiastočný tlak, zákon parciálnych tlakov, príp Daltonov zákon navrhol vedec John Dalton, ktorá uskutočnila niekoľko meteorologických štúdií a týkala sa zloženia atmosférického vzduchu. Podľa neho,

“čiastočný tlak je sila, ktorú molekuly plynu vyvíjajú na steny nádoby, ktorá je úplne rovnaká, ako by pôsobila, keby bola v zmes plynov.”

Na základe tohto záveru Dalton uviedol, že tlak vyvíjaný plynnou zmesou (celkový tlak, Pt) v steny nádoby sa rovná súčtu jednotlivých parciálnych tlakov každého z plynov, ktoré ho tvoria Zmiešať.

P_t = P_THE + Str_B + Str_Ç

V ktorom,

P_THE = parciálny tlak plynu A
P_B = parciálny tlak plynu B
P_Ç = parciálny tlak plynu C

Napríklad ak máme zmes tvorenú vodíkovými plynmi (H₂), kyslík (O.₂) a oxid uhličitý (CO₂) vo vnútri nádoby je tlak tejto zmesi výsledkom súčtu tlakov každého z týchto plynov, preto:

P_t = P_H2 + Str_O2 + Str_CO2

1 - Vzťah parciálneho tlaku k celkovému tlaku

Podľa Johna Daltona vzťah medzi čiastočný tlak určitého plynu (str_THE) s celkovým tlakom zmesi plynov sa vždy rovná molárna frakcia (X_THE) plynu, ktorého výsledkom je nasledujúci vzorec:

P_THE = X_THE
P_t

Je pozoruhodné, že molárny zlomok plynu je daný pomerom medzi počtom mólov (nA) tohto plynu a krtko číslo (nt) zmesi plynov (vyplývajúce zo súčtu molového čísla všetkých plynov, ktoré tvoria zmes).

X_THE = č_THE
č_t

Ak teda vo vyjadrení vzťahu medzi parciálnymi tlakmi dosadíme vzorec molárnej frakcie plynu, máme:

P_THE = č_THE
P_t č_t

2 - Celkový tlak plynnej zmesi

Celkový tlak plynnej zmesi možno zistiť nielen pripočítaním parciálnych tlakov plynov, ktoré ju tvoria. Môže sa vypočítať pomocou clapeyronova rovnica:

Teraz neprestávajte... Po reklame je toho viac;)

P_t.V_t = n_t.R.T

Tento vzorec sa môže použiť na výpočet celkového tlaku, pokiaľ sa použije objem nádrže (alebo celkový objem plynov) a celkový molárny počet (n)._t), pričom:

R = všeobecná plynová konštanta
T = teplota zmesi v Kelvinoch

Poznámka: Ak je teplota v stupňoch Celzia, zmeňte ju na Kelvin; ak to chcete urobiť, jednoducho pridajte hodnotu poskytnutú s 273.

3- Príklad použitia parciálneho tlaku plynu

Príklad: (FEI SP) V 44,8 litrovom kontajneri udržovanom na 273 K sa zmiešali 4 mol plynného vodíka a 6 mol plynného kyslíka v CNTP. Parciálne tlaky H₂ to je₂, v atmosférach sú:

a) 1,0 a 2,0

b) 3,0 a 4,5

c) 0,8 a 1,2

d) 1,0 a 1,5

e) 2,0 a 3,0

Údaje poskytnuté cvičením:

Teplota = 273 K.
Objem systému = 44,8 l
Počet mólov plynného vodíka = 4 móly
Počet mólov plynného kyslíka = 6 mólov

P_H2= ?

P_O2= ?

1^O Krok: Vypočítajte celkové molárne číslo

č_t = n_H2 + n_O2

č_t = 4 + 6

č_t = 10 mol

2^O Krok: Vypočítajte celkový tlak (Pt) v systéme pomocou Clapeyronovej rovnice

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, potom P_t je to asi 5 atm

3^O Krok: Vypočítajte parciálny tlak plynného vodíka

P_H2 = č_H2
P_t č_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 Krok: Vypočítajte parciálny tlak plynného kyslíka

Pretože máme v zmesi iba dva plyny a poznáme tlak jedného z nich a celkový tlak, na výpočet parciálneho tlaku kyslíkového plynu stačí použiť vyjadrenie celkového tlaku zmesi:

P_t = P_H2 + Str_O2

5 = 2 + P_O2

P_O2 = 5 – 2

P_O2 = 3 atm

Podľa mňa. Diogo Lopes Dias

Prajete si odkaz na tento text v školskej alebo akademickej práci? Pozri:

DNI, Diogo Lopes. „Čiastočný tlak plynov“; Brazílska škola. Dostupné v: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pressao-parcial-dos-gases.htm. Prístup k 27. júnu 2021.

Molekulová hmotnosť

Ako vypočítať hmotnosť látky, molekulovú hmotnosť, molekuly zložené z atómov, kovalentné a iónové väzby, atómy obsiahnuté vo vzorci látok, súčet atómov, hmotnosť molekula.