เคล็ดลับในการคำนวณปริมาตรบางส่วนของก๊าซ

ข้อความนี้เสนอ เคล็ดลับในการคำนวณปริมาตรบางส่วนของก๊าซ. จำไว้ว่า ปริมาณบางส่วน ของก๊าซคือช่องว่างที่ก๊าซใช้อยู่ภายในภาชนะ เมื่อมีการใช้แรงดันเต็มที่ของส่วนผสมของก๊าซกับก๊าซนั้น

โอ การคำนวณปริมาตรบางส่วนของก๊าซ สามารถพิจารณาได้หลายตัวแปร เช่น

• ปริมาณของสารในก๊าซ

• ปริมาณของสารในส่วนผสมของแก๊ส

• ความดันรวมของส่วนผสมของแก๊ส

• ปริมาตรรวมของส่วนผสมของแก๊ส

• เศษส่วนในปริมาณของสสารในก๊าซ

• อุณหภูมิของส่วนผสมก๊าซในหน่วยเคลวิน

ติดตามเลย เคล็ดลับในการคำนวณปริมาตรบางส่วนของก๊าซซึ่งเราใช้ตัวแปรทั้งหมดที่เสนอข้างต้น:

→ เคล็ดลับที่ 1: สูตร

• เพื่อคำนวณปริมาตรรวม (V_t) ของส่วนผสมก๊าซ ใช้:

Vt = V_THE + วี_บี + วี_ค + ...

• เพื่อคำนวณปริมาตรบางส่วนของก๊าซจาก เศษส่วนในปริมาณของสสาร ของก๊าซ (X_THE ) และปริมาตรรวม (V_t) ใช้:

วี_THE = X_THE
วี_t

• การคำนวณเศษส่วนปริมาณของสสารในก๊าซ (X_THE) เราใช้ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณของสสารในก๊าซ (n_THE) และส่วนผสม (n_t):

X_THE = ไม่_THE
ไม่

• เพื่อคำนวณปริมาตรบางส่วนของก๊าซจากปริมาณของสสารในก๊าซและของผสม (n_t) ใช้:

วี_THE= ไม่_THE
วี_t ไม่_t

• ในการคำนวณปริมาณของสสารในก๊าซ ให้หารมวลด้วย มวลกราม (คำนวณโดยใช้สูตรโมเลกุลของสาร):

ไม่_THE = ม_THE
เอ็ม_THE

• เพื่อคำนวณปริมาณสสารทั้งหมด (n_t) ของส่วนผสมเราต้องเพิ่มปริมาณของก๊าซทั้งหมด:

ไม่_t = น_THE + น_บี + น_ค + ...

• สูตรเกี่ยวกับความดันบางส่วน (P_THE ) และปริมาตรบางส่วน (V_THE ) ของก๊าซ:

พี_THE= วี_THE
พี_t วี_t

→ เคล็ดลับที่ 2

เมื่อการฝึกต้องใช้การคำนวณปริมาตรบางส่วน แต่ให้แรงดันบางส่วนของก๊าซผสม:

• รายการสำคัญที่การฝึกจะให้นอกเหนือไปจากแรงกดดันบางส่วนคือปริมาณของระบบ

• ต้องเพิ่มแรงดันบางส่วนที่ให้มาเพื่อค้นหาแรงดันของระบบทั้งหมด (Pt):

พี_t =ป_THE + พี่_บี + พี่_ค

• ในการกำหนดปริมาตรบางส่วนของก๊าซแต่ละชนิดในส่วนผสม ให้ใช้นิพจน์ต่อไปนี้:

พี_THE= วี_THE
พี_t วี_t

ตัวอย่าง:ส่วนผสมเกิดจากก๊าซ CO, O₂ และ SO₂ในภาชนะที่มีปริมาตร 5 ลิตร ก๊าซแต่ละชนิดที่บรรจุในภาชนะมีความดันบางส่วนตามลำดับ: 0.50 atm, 0.20 atm และ 0.30 atm คำนวณปริมาตรบางส่วนสำหรับส่วนประกอบแต่ละส่วนของส่วนผสมก๊าซนี้

ขั้นตอนที่ 1: เพิ่มแรงดันบางส่วน (0.50 atm, 0.20 atm และ 0.30 atm) ของก๊าซทั้งสามที่ให้มา (CO, O₂ และ SO₂):

พี_t =ป_CO + พี่_O2 + พี่_SO2

พี_t = 0,5 + 0,2 + 0,3

พี_t = 1 ตู้เอทีเอ็ม

ขั้นตอนที่ 2: คำนวณปริมาตรบางส่วนของ CO โดยใช้ปริมาตรรวม (5L) ความดันบางส่วน (0.5 atm) และความดันรวม (1 atm) ในนิพจน์:

พี_CO = วี_CO
พี_t วี_t

0,5 = วี_CO
15

1.V_CO = 0,5.5

วี_CO = 2.5 ลิตร

ขั้นตอนที่ 3: คำนวณปริมาตรบางส่วนของO₂ โดยใช้ปริมาตรรวม (5L) แรงดันบางส่วน (0.2 atm) และแรงดันรวม (1 atm) ในนิพจน์:

พี_O2= วี_O2
พี_t วี_t

0,2 = วี_O2
1 5 

1.V_O2 = 0,2.5

วี_O2 = 1 ลิตร

ขั้นตอนที่ 4: คำนวณปริมาตรบางส่วนของ OS₂ โดยใช้ปริมาตรรวม (5L) แรงดันบางส่วน (0.2 atm) และแรงดันรวม (1 atm) ในนิพจน์:

พี_SO2= วี_SO2
พี_t วี_t

0,3 =  วี_SO2
1 5

1.V_SO2 = 0,3.5

วี_SO2 = 1.5 ลิตร

→ เคล็ดลับที่ 3

การคำนวณปริมาตรบางส่วนของก๊าซโดยใช้เปอร์เซ็นต์โมลาร์:

• ในสถานการณ์แบบนี้ การออกกำลังกายจะให้ความดันรวม เปอร์เซ็นต์โมลาร์ของก๊าซ และปริมาตรรวมของระบบ

• เปอร์เซ็นต์โมลาร์ที่กำหนดคือเศษส่วนในปริมาณของสสารของก๊าซแต่ละชนิด หากต้องการใช้ในการคำนวณ ให้หารด้วย 100;

• สูตรที่ระบุเพื่อกำหนดปริมาตรบางส่วนของก๊าซมีดังนี้:

วี_THE = X_THE
วี_t

ตัวอย่าง: อากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซ ส่วนผสมนี้มากกว่า 78% เป็นไนโตรเจน ออกซิเจนคิดเป็นประมาณ 21% อาร์กอน 0.9% และคาร์บอนไดออกไซด์ 0.03% ส่วนที่เหลือประกอบด้วยก๊าซอื่น ปริมาตรที่ถูกครอบครองโดยออกซิเจนในส่วนผสมนี้ ในสภาพแวดล้อม 10 ลิตร เท่ากับ?

ขั้นตอนที่ 1: เปลี่ยนเปอร์เซ็นต์ของก๊าซออกซิเจน (O₂) ในส่วนของโมลาร์หารด้วยค่า 100:

X_O2 = 21
100

X_O2 = 0,21

ขั้นตอนที่ 2: ใช้ปริมาตรรวม (33.6L) และเศษส่วนในปริมาณของ O₂ (0.21) ในนิพจน์:

วี_O2 = X_O2
วี_t

วี_O2 = 0,21
10

วี_O2 = 10. 0,21

วี_O2 = 2.1 ลิตร

→ เคล็ดลับที่ 4

เมื่อการฝึกบอกปริมาตร อุณหภูมิ และความดันของแก๊สแต่ละชนิด ก็บอกว่ามันผสมกันและเริ่มออกแรงกดใหม่

• ในกรณีนี้ เรามีปริมาตร ความดัน และอุณหภูมิของก๊าซแต่ละชนิดแยกกัน

• แบบฝึกหัดจะแจ้งความดันที่ส่วนผสมของก๊าซเหล่านี้ปล่อยออกมาที่อุณหภูมิใหม่

• คำนวณจำนวนโมลของก๊าซแต่ละชนิด (n_THE) ผ่านความดัน ปริมาตร และอุณหภูมิ (หน่วยเคลวิน) ในรูปของ clapeyron:

พี_THE.V_THE = น_THE.R.T

หลังจากคำนวณจำนวนโมลของก๊าซแต่ละชนิดแล้ว จำเป็นต้องรวมเข้าด้วยกันเพื่อหาจำนวนโมลทั้งหมด (n_t):

ไม่_t = น_THE + น_บี + ...

ด้วยจำนวนโมลเราต้องกำหนดปริมาตรทั้งหมดผ่านความดันรวมของภาชนะและอุณหภูมิด้วยในสมการ Clapeyron

พี_t.V_t = น_t.R.T

ในตอนท้ายเราจะมีข้อมูลเพียงพอที่จะคำนวณปริมาตรบางส่วนของก๊าซแต่ละชนิด (V_THE) ผ่านหมายเลขโมล (n_THE) จำนวนโมลทั้งหมดและปริมาตรทั้งหมดในนิพจน์ด้านล่าง:

วี_THE = ไม่_THE
วี_t ไม่_t

ตัวอย่าง:ปริมาตรก๊าซไฮโดรเจน 8.2 ลิตรที่อุณหภูมิ 227 องศาเซลเซียส แรงดัน 5 atm และปริมาตร 16.4 ลิตร ของก๊าซไนโตรเจนที่ 27°C และ 6 atm ถูกถ่ายโอนไปยังภาชนะอื่นที่คงอุณหภูมิคงที่ของ -73°C. เมื่อรู้ว่าส่วนผสมออกแรงดัน 2 atm แล้ว ให้คำนวณปริมาตรของภาชนะและปริมาตรบางส่วนของก๊าซแต่ละชนิด ให้: R=0.082 atm. ตุ่น^-1.K^-1

ขั้นตอนที่ 1: คำนวณจำนวนโมลของก๊าซแต่ละชนิดโดยใช้ปริมาตร อุณหภูมิ (เป็นเคลวิน; เพียงเพิ่มค่าที่กำหนดเป็น 273) และความกดดัน:

• สำหรับก๊าซไฮโดรเจน (H₂)

พี_H2.V_H2 = น_H2RT

5.8.2 = n_H2.0,082.500

41 = น_H2.41

ไม่_H2 = 41
41

ไม่_H2 = 1 โมล

• สำหรับก๊าซไนโตรเจน (N₂)

พี_N2.V_N2 = น_N2RT

6.16.4 = n_N2.0,082.300

98.4 = n_N2.24,6

ไม่_N2 = 98,4
24,6

ไม่_N2 = 4 โมล

ขั้นตอนที่ 2: กำหนดจำนวนโมลทั้งหมดโดยใช้หมายเลขโมลของก๊าซที่พบในขั้นตอนที่ 1:

ไม่_t = น_H2 + น_N2

ไม่_t = 1 + 4

ไม่_t = 5 โมล

ขั้นตอนที่ 3: คำนวณปริมาตรของภาชนะที่ทำการผสม สำหรับสิ่งนี้ เราจะใช้ผลรวมของจำนวนโมลของก๊าซที่พบในขั้นตอนที่ 1 และ 2 แรงดันรวมที่ให้มาและอุณหภูมิ (-73 ^โอC ซึ่งในเคลวินคือ 200) ในนิพจน์ด้านล่าง:

PV_t = น_t.R.T

2.V_t = 5.0,082.200

2.V_t = 82

วี_t = 82
2

วี_t = 41 L

ขั้นตอนที่ 4: คำนวณปริมาตรบางส่วนของก๊าซแต่ละชนิดโดยใช้ปริมาตรรวม จำนวนโมลของก๊าซแต่ละชนิด และจำนวนโมลทั้งหมด:

• สำหรับก๊าซไฮโดรเจน:

วี_H2= ไม่_H2
วี_t ไม่_t

วี_H2 = 1
41.5

5. วี_H2 = 41.1

5.V_H2 = 41

วี_H2 = 41
5

วี_H2 = 8.2 ลิตร

• สำหรับก๊าซไนโตรเจน:

วี_N2= ไม่_N2
วี_t ไม่_t

วี_N2= 4
41 5

5. วี_N2 = 41.4

5.V_N2 = 164

วี_{N 2} = 164
5

วี_N2 = 32.8 ลิตร

By Me. Diogo Lopes Dias

ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/dicas-para-calcular-volume-parcial-um-gas.htm