John Dalton (1766-1844) je bil velik poznavalec konstitucije snovi, najbolj znan po svoji atomski teoriji. Vendar je prinesel tudi številne druge prispevke k znanosti. Med njimi je tudi prispevek k kemiji in fiziki zakon, uveden leta 1801, ki se nanaša na delne tlake plinov v plinastih zmeseh.
John Dalton (1766-1844)
To Daltonov zakon pravi naslednje:
Na splošno imamo:
PSKUPAJ = P1 + P2 + P3 + ... ali PSKUPAJ = ΣP
Na primer, predstavljajmo si tvorbo plinske mešanice plina helija in kisika. Sprva sta ta dva plina v ločenih posodah, vsak plin ima svojo prostornino, svoj tlak in svojo temperaturo. Nato enake količine teh plinov zmešamo v eni posodi in ohranjamo pri enaki temperaturi.
Če te pline štejemo za idealne, ne bodo reagirali med seboj in mešanica bo se bo obnašal, kot da gre za en plin, tlak posamezne komponente pa je neodvisen od tlaka. drugih. Zato bo tlak te zmesi enak vsoti tlakov, ki jih izvaja vsaka njena sestavina v zmesi, to je:
PSKUPAJ = Pon + PO2
Pomembno je poudariti, da delni tlak vsakega plina ni tlak, ki ga je imel pred vstopom v mešanico, ko je bil izoliran, ampak ustreza tlaku da bi se obremenjeval, če bi bil sam, zaseda celoten volumen zmesi in pri isti temperaturi, pri kateri je zmes, to je njen tlak v Zmešajte.
Tu je primer: Zrak je mešanica plinov, ki je v osnovi sestavljena iz 80% dušika in 20% kisika. Predstavljajte si, da je pnevmatika s tlakom 2,0 atm umerjena z zračnim kompresorjem. Skupni tlak mešanice v pnevmatiki je 2,0 atm. Ker Daltonov zakon pravi, da je skupni tlak vsota parcialnih tlakov vsakega plina v mešanici, lahko sklepamo, da Parcialni tlak dušikovega plina v tej mešanici je 1,6 atm (80% 2,0 atm) in tlak kisika v plinu 0,4 atm (20% 2,0 atm).
Če uporabimo enačbo stanja idealnega plina, imamo parcialni tlak vsakega od teh plinov enak:
Pon = nonRT
V
PO2 = nO2RT
V
Ne ustavi se zdaj... Po oglaševanju je še več;)
Upoštevajte, da so delni tlaki neposredno sorazmerni s številom molov (n). Tako je skupni tlak tudi neposredno sorazmeren vsoti skupnega števila molov (Σn):
PSKUPAJ = Σšt RT
V
S pomočjo teh razmerij lahko določimo še eno pomembno kemijsko količino: a molska frakcija (X). Ni nič drugega kot razmerje med številom molov enega od plinov v zmesi in vsoto števila molov zmesi. Ta delež ustreza tudi razmerju med parcialnim tlakom plina in skupnim tlakom mešanice.
Do molske frakcije pridemo tako, da enačbo parcialnega tlaka enega od plinov delimo s celotnim tlakom. Za primer vzemimo plin helij:
_Pon. V = šton RT
PSKUPAJ. VΣn RT
Pon = šton= Xon
PSKUPAJ n
Glej primer: Če se vrnemo k mešanici dušika in kisika v zraku, s katero je bila pnevmatika umerjena, recimo, da imamo na 1 mol zraka 0,8 mol dušika. Tako molski delež vsakega od teh plinov v zmesi dobimo s spodnjimi enačbami:
XN2 = štN2 XO2 = štO2
Σšt Σšt
XN2 = 0,8 mol XO2 = 0,2 mol
1,0 mol 1,0 mol
XN2 = 0,8XO2 = 0,2
To lahko podajo tudi zgoraj omenjeni delni pritiski:
XN2 = PN2 XO2 = PO2
PSKUPAJ PSKUPAJ
XN2 = 1,6 atm XO2 = 0,4 atm
2,0 atm 2,0 atm
XN2 = 0,8XO2 = 0,2
Ker je molski delež razmerje med delno in skupno vrednostjo, bo vsota vseh molskih frakcij v zmesi vedno enaka 1:
XN2 + Xo2 = 1
Pomemben vidik delnih tlakov plinov vidimo v naših telesih. Naša kri prenaša plin kisika (O2) v celice in tkiva telesa ter odstrani ogljikov dioksid (CO2), ki se sprosti v sapi. To izmenjavo olajšajo razlike v delnih tlakih med temi plini v krvi in v krvi tkiva in se vedno pojavlja v smeri območja višjega do nižjega tlaka delno.
Vendar pa je ta funkcija lahko ogrožena v primeru plezalcev in potapljačev, ki dosežejo zelo nizke ali zelo visoke nadmorske višine, kjer se pritisk dihalnega kisika spremeni. Zato je pomembnost uporabe primerne opreme, kot so jeklenke, obogatene s kisikom.
* Uredniški prispevek: Sergej Gorjačov / Shutterstock.com
Avtorica Jennifer Fogaça
Diplomiral iz kemije
Kaj so plini, kakšne so lastnosti plinov, molekularne spojine, stisljivost, fiksna prostornina, kinetična energija srednja, absolutna temperatura plina, idealni plin, realni plini, popolni plin, spremenljivke stanja plina, prostornina plina, letni časi
