ความดันบางส่วน, กฎแห่งแรงกดดันบางส่วน หรือ กฎของดาลตัน ถูกเสนอโดยนักวิทยาศาสตร์ จอห์น ดาลตันซึ่งดำเนินการศึกษาอุตุนิยมวิทยาหลายครั้งและเกี่ยวข้องกับองค์ประกอบของอากาศในบรรยากาศ ตามเขา
“ความดันบางส่วน คือ แรงที่โมเลกุลของก๊าซกระทำต่อผนังของภาชนะ ซึ่งเท่ากับแรงที่มันจะกระทำหากอยู่ใน ส่วนผสมของแก๊ส.”
จากข้อสรุปนี้ Dalton กล่าวว่าแรงดันที่เกิดจากส่วนผสมของก๊าซ (Total pressure, Pt) ใน ผนังของภาชนะมีค่าเท่ากับผลรวมของแรงดันแต่ละส่วนของก๊าซแต่ละชนิดที่ประกอบเป็นนี้ ผสม.
พีt =ปเธ + พี่บี + พี่ค
ซึ่งใน,
พีเธ = ความดันบางส่วนของก๊าซ A
พีบี = ความดันบางส่วนของก๊าซ B
พีค = ความดันบางส่วนของก๊าซ C
ตัวอย่างเช่น ถ้าเรามีส่วนผสมที่เกิดจากก๊าซไฮโดรเจน (H2), ออกซิเจน (O2) และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ภายในภาชนะ ความดันของของผสมนี้เป็นผลมาจากผลรวมของความดันของก๊าซแต่ละชนิด ดังนั้น:
พีt =ปH2 + พี่O2 + พี่CO2
1- ความสัมพันธ์ของความดันบางส่วนกับความดันทั้งหมด
ตามที่ John Dalton ความสัมพันธ์ระหว่าง the ความดันบางส่วน ของก๊าซบางชนิด (Pเธ) โดยที่ความดันรวมของส่วนผสมก๊าซจะเท่ากับ. เสมอ เศษส่วนกราม (Xเธ) ของแก๊สซึ่งได้ผลลัพธ์เป็นสูตรดังนี้
พีเธ = Xเธ
พีt
เป็นที่น่าสังเกตว่าเศษโมลาร์ของก๊าซถูกกำหนดโดยอัตราส่วนระหว่างจำนวนโมล (nA) ของก๊าซนี้โดย ไฝ (nt) ของส่วนผสมของแก๊ส (เป็นผลมาจากผลรวมของจำนวนโมลของก๊าซทั้งหมดที่ประกอบเป็นส่วนผสม)
Xเธ = ไม่เธ
ไม่t
ดังนั้น หากเราแทนที่สูตรของเศษส่วนโมลาร์ของก๊าซในการแสดงออกของความสัมพันธ์ระหว่างความดันบางส่วน เรามี:
พีเธ = ไม่เธ
พีt ไม่t
2- ความดันรวมของส่วนผสมก๊าซ gas
ความดันรวมของส่วนผสมของก๊าซไม่เพียงสามารถพบได้โดยการเพิ่มแรงดันบางส่วนของก๊าซที่ประกอบเป็นส่วนประกอบเท่านั้น สามารถคำนวณได้โดยใช้เครื่องหมาย สมการ clapeyron:
พีt.Vt = นt.ร.ท
สูตรนี้สามารถใช้ในการคำนวณความดันรวม ตราบใดที่ใช้ปริมาตรของภาชนะ (หรือปริมาตรของก๊าซทั้งหมด) และจำนวนโมลทั้งหมด (n)t) เป็น:
R = ค่าคงที่ของแก๊สทั่วไป
T = อุณหภูมิของส่วนผสมในหน่วยเคลวิน
หมายเหตุ: หากอุณหภูมิอยู่ในหน่วยองศาเซลเซียส ให้เปลี่ยนเป็นเคลวิน การทำเช่นนี้เพียงเพิ่มค่าที่ให้ไว้กับ 273
3- ตัวอย่างการใช้แรงดันบางส่วนของแก๊ส
ตัวอย่าง: (FEI SP) ในภาชนะ 44.8L เก็บไว้ที่ 273K ผสมก๊าซไฮโดรเจน 4 โมลและก๊าซออกซิเจน 6 โมลใน CNTP แรงกดดันบางส่วนของH2 มันเป็น2ในชั้นบรรยากาศ คือ ตามลำดับ:
ก) 1.0 และ 2.0
b) 3.0 และ 4.5
ค) 0.8 และ 1.2
ง) 1.0 และ 1.5
จ) 2.0 และ 3.0
ข้อมูลที่จัดทำโดยแบบฝึกหัด:
อุณหภูมิ = 273 K
ปริมาตรของระบบ = 44.8 L
จำนวนโมลของก๊าซไฮโดรเจน = 4 โมล
จำนวนโมลของก๊าซออกซิเจน = 6 โมล
พีH2= ?
พีO2= ?
1โอ ขั้นตอน: คำนวณจำนวนโมลทั้งหมด
ไม่t = นH2 + นO2
ไม่t = 4 + 6
ไม่t = 10 โมล
2โอ ขั้นตอน: คำนวณแรงดันรวม (Pt) ของระบบโดยใช้สมการ Clapeyron
พีt.Vt = นt.ร.ท
พีt.44,8 = 10.0,082.273
พีt.44,8 = 223,86
พีt = 223,86
44,8
พีt = 4.996875 atm จากนั้น Pt ประมาณ 5 atm
3โอ ขั้นตอน: คำนวณความดันบางส่วนของก๊าซไฮโดรเจน
พีH2 = ไม่H2
พีt ไม่t
พีH2 = 4
5 10
พีH2.10 = 4.5
พีH2.10 = 20
พีH2 = 20
10
พีH2 = 2 atm
4โอ ขั้นตอน: คำนวณความดันบางส่วนของก๊าซออกซิเจน
เนื่องจากเรามีก๊าซเพียงสองชนิดในส่วนผสม และเราทราบความดันของก๊าซหนึ่งและความดันรวม ในการคำนวณแรงดันบางส่วนของก๊าซออกซิเจน เพียงใช้การแสดงออกของความดันรวมของส่วนผสม:
พีt =ปH2 + พี่O2
5 = 2 + PO2
พีO2 = 5 – 2
พีO2 = 3 atm
By Me. ดิโอโก้ โลเปส ดิอาส
ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pressao-parcial-dos-gases.htm
