Parcialni tlak plinov

delni tlak, zakon parcialnih pritiskov, oz Daltonov zakon je predlagal znanstvenik John Dalton, ki je izvedla več meteoroloških študij in se nanašala na sestavo atmosferskega zraka. Po njegovem mnenju

“delni tlak je sila, ki jo molekule plina izvajajo na stene posode, ki je popolnoma enaka, kot bi jo izvajale, če bi bile v mešanica plinov.”

Na podlagi tega sklepa je Dalton izjavil, da tlak, ki ga izvaja plinska mešanica (skupni tlak, Pt) v stene posode je enaka vsoti posameznih delnih tlakov vsakega plina, ki ga sestavlja Zmešajte.

P_t = P_THE + P_B + P_Ç

V kateri,

P_THE = delni tlak plina A
P_B = delni tlak plina B
P_Ç = delni tlak plina C

Na primer, če imamo zmes, ki jo tvorijo vodikovi plini (H₂), kisik (O.₂) in ogljikov dioksid (CO₂) v posodi je tlak te zmesi rezultat vsote tlakov vsakega od teh plinov, zato:

P_t = P_H2 + P_O2 + P_CO2

1- Razmerje delnega tlaka do skupnega tlaka

Po besedah ​​Johna Daltona naj bi razmerje med delni tlak določenega plina (P_THE) s skupnim tlakom mešanice plinov vedno enaka molarna frakcija (X_THE) plina, kar ima za posledico naslednjo formulo:

P_THE = X_THE
P_t

Omeniti velja, da je molski delež plina podan z razmerjem med številom molov (nA) tega plina glede na molsko število (nt) mešanice plinov (ki izhaja iz vsote molskega števila vseh plinov, ki tvorijo mešanico).

X_THE = št_THE
št_t

Če torej formulo nadomestimo za molski delež plina v izrazu razmerja med parcialnimi tlaki, imamo:

P_THE = št_THE
P_t št_t

2- Skupni tlak mešanice plinov

Skupnega tlaka mešanice plinov ne moremo najti le z dodajanjem delnih tlakov plinov, ki jih tvorijo. Izračuna se lahko z uporabo klapejronska enačba:

P_t.V_t = n_t.R.T

To formulo lahko uporabimo za izračun skupnega tlaka, če se uporablja prostornina posode (ali skupna prostornina plinov) in skupno molsko število (n)._t), pri čemer:

R = splošna plinska konstanta
T = temperatura mešanice v Kelvinih

Opomba: Če je temperatura v stopinjah Celzija, jo spremenite v Kelvin; če želite to narediti, dodajte vrednost, predvideno s 273.

3- Primer uporabe parcialnega tlaka plina

Primer: (FEI SP) V 44,8-litrski posodi pri 273K smo v CNTP pomešali 4 mol vodikovega plina in 6 mol kisikovega plina. Parcialni tlaki H₂ to je₂v ozračjih so:

a) 1,0 in 2,0

b) 3.0 in 4.5

c) 0,8 in 1,2

d) 1,0 in 1,5

e) 2,0 in 3,0

Podatki, pridobljeni z vajo:

Temperatura = 273 K
Prostornina sistema = 44,8 L
Število molov vodikovega plina = 4 moli
Število molov kisikovega plina = 6 molov

P_H2= ?

P_O2= ?

1^O Korak: Izračunajte skupno število molov

št_t = n_H2 + n_O2

št_t = 4 + 6

št_t = 10 mol

2^O Korak: Izračunajte skupni tlak (Pt) sistema z uporabo Clapeyronove enačbe

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, nato P_t približno 5 atm

3^O Korak: Izračunajte delni tlak vodikovega plina

P_H2 = št_H2
P_t št_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 Korak: Izračunajte delni tlak plina kisika

Ker imamo v zmesi samo dva plina in poznamo tlak enega od njih in skupni tlak, za izračun parcialnega tlaka plina kisik uporabite izraz skupnega tlaka mešanice:

P_t = P_H2 + P_O2

5 = 2 + P_O2

P_O2 = 5 – 2

P_O2 = 3 atm

Jaz, Diogo Lopes Dias

Vir: Brazilska šola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pressao-parcial-dos-gases.htm