John Dalton (1766-1844) var en stor forskare i materiens konstitution och var mest känd för sin atomteori. Men han tog också många andra bidrag till Science. Bland dem är bidraget till kemi och fysik om dess lag som inrättades 1801 som avser partiella tryck av gaser i gasformiga blandningar.
John Dalton (1766-1844)
Det där Daltons lag säger följande:
Generellt sett har vi:
PTOTAL = P1 + P2 + P3 + ... eller PTOTAL = ΣP
Låt oss till exempel föreställa oss bildandet av en gasblandning av heliumgas och syrgas. Ursprungligen finns dessa två gaser i separata behållare, varvid varje gas har sin egen volym, sitt eget tryck och sin egen temperatur. Därefter blandas lika stora volymer av dessa gaser i en enda behållare och hålls vid samma temperatur.
Med tanke på dessa gaser som idealiska kommer de inte att reagera med varandra och blandningen kommer att göra det kommer att bete sig som om det vore en enda gas och varje komponents tryck kommer att vara oberoende av trycket. av andra. Därför kommer trycket för denna blandning att vara lika med summan av de tryck som utövas av var och en av dess komponenter i blandningen, det vill säga:
PTOTAL = Phan + PO2
Det är viktigt att betona att partialtrycket för varje gas inte är det tryck det utövades innan det kom in i blandningen, när det isolerades, men det motsvarar trycket att den skulle utöva om den var ensam, uppta blandningens totala volym och vid samma temperatur vid vilken blandningen är, det vill säga dess tryck inom Blanda.
Här är ett exempel: Luft är en gasblandning som i grunden består av 80% kvävgas och 20% syrgas. Tänk dig att ett däck kalibreras med ett tryck på 2,0 atm av en luftkompressor. Blandningens totala tryck inuti däcket är 2,0 atm. Eftersom Daltons lag säger att det totala trycket är summan av partialtrycket för varje gas i blandningen kan vi dra slutsatsen att Deltrycket för kvävgas i denna blandning är 1,6 atm (80% av 2,0 atm) och för syrgas är 0,4 atm (20% av 2,0 atm).
Om vi använder den ideala gastillståndsekvationen, har vi att partialtrycket för var och en av dessa gaser är lika med:
Phan = nhanRT
V
PO2 = nO2RT
V
Observera att partiella tryck är direkt proportionella mot antalet mol (n). Således är det totala trycket också direkt proportionellt mot summan av det totala antalet mol (Σn):
PTOTAL = ΣNej RT
V
Genom dessa förhållanden kan vi bestämma en annan viktig kemisk kvantitet: a molär fraktion (X). Det är inget annat än förhållandet mellan antalet mol av en av gaserna i blandningen och summan av antalet mol av blandningen. Denna fraktion motsvarar också förhållandet mellan gasens partiella tryck och blandningens totala tryck.
Vi kommer fram till molfraktionen genom att dela ekvationen för partialtrycket för en av gaserna med det totala trycket. Låt oss ta heliumgas som ett exempel:
_Phan. V = Nejhan RT
PTOTAL. Vn RT
Phan = Nejhan= Xhan
PTOTAL n
Se ett exempel: Återgå till den blandning av kväve och syre som finns i luften med vilket däcket kalibrerades, låt oss säga att för varje 1 mol luft har vi 0,8 mol kväve. Således ges molfraktionen av var och en av dessa gaser i blandningen genom ekvationerna nedan:
XN2 = NejN2 XO2 = NejO2
ΣNej ΣNej
XN2 = 0,8 mol XO2 = 0,2 mol
1,0 mol 1,0 mol
XN2 = 0,8XO2 = 0,2
Detta kan också ges av det partiella tryck som nämns ovan:
XN2 = PN2 XO2 = PO2
PTOTAL PTOTAL
XN2 = 1,6 atm XO2 = 0,4 atm
2,0 atm 2,0 atm
XN2 = 0,8XO2 = 0,2
Observera att eftersom molfraktionen är förhållandet mellan ett partiellt värde och ett totalvärde, kommer summan av alla molära fraktioner i blandningen alltid att vara lika med 1:
XN2 + Xo2 = 1
En viktig aspekt av gasernas partiella tryck ses i våra kroppar. Vårt blod transporterar syrgas (O2) till kroppens celler och vävnader och avlägsna koldioxid (CO2) som släpps ut i andan. Detta utbyte underlättas av skillnaderna i partiellt tryck mellan dessa gaser i blodet och i luften vävnader, och det sker alltid i riktning mot regionen med högre tryck till lägre tryck partiell.
Denna funktion kan emellertid äventyras när det gäller klättrare och dykare som når mycket låga eller mycket höga höjder, där trycket på andningssyret ändras. Därför är vikten av att använda lämplig utrustning såsom syreberikade tryckluftcylindrar.
* Redaktionell kredit: Sergey Goryachev / Shutterstock.com
Av Jennifer Fogaça
Examen i kemi