Dalton Yasası. Dalton'un Gaz Kısmi Basınç Yasası

John Dalton (1766-1844), en çok atom teorisiyle tanınan, maddenin yapısı konusunda büyük bir bilgindi. Bununla birlikte, Bilime başka birçok katkı da getirdi. Bunlar arasında Kimya ve Fizik'e katkısı vardır. gaz karışımlarındaki gazların kısmi basınçları ile ilgili 1801 yılında kurulan kanun.

John Dalton (1766-1844)

bu Dalton Yasası şunları söylüyor:

Genel olarak, elimizde:

P_TOPLAM =P₁ + P₂ + P₃ + ... veya P_TOPLAM = ΣP

Örneğin, helyum gazı ve oksijen gazından oluşan bir gaz karışımının oluştuğunu düşünelim. Başlangıçta bu iki gaz, her biri kendi hacmine, kendi basıncına ve kendi sıcaklığına sahip olan ayrı kaplarda bulunur. Daha sonra bu gazların eşit hacimleri tek bir kapta karıştırılır ve aynı sıcaklıkta tutulur.

Bu gazlar ideal olarak kabul edildiğinde birbirleriyle reaksiyona girmezler ve karışım tek bir gazmış gibi davranacak ve her bileşenin basıncı basınçtan bağımsız olacaktır. diğerleri. Bu nedenle, bu karışımın basıncı, karışımdaki bileşenlerinin her birinin uyguladığı basınçların toplamına eşit olacaktır, yani:

P_TOPLAM =P_o + P_Ö2

Her gazın kısmi basıncının, karışıma girmeden önce, izole edildiğinde uyguladığı basınç olmadığını, ancak basınca karşılık geldiğini vurgulamak önemlidir. tek başına olsaydı, karışımın toplam hacmini işgal etseydi ve karışımın bulunduğu sıcaklıkta, yani içindeki basıncında uygulayacaktı. Karıştırın.

İşte bir örnek: Hava, temel olarak %80 nitrojen gazı ve %20 oksijen gazından oluşan bir gaz karışımıdır. Bir lastiğin bir hava kompresörü tarafından 2,0 atm basınçla kalibre edildiğini hayal edin. Lastiğin içindeki karışımın toplam basıncı 2.0 atm'dir. Dalton yasası, toplam basıncın, karışımdaki her bir gazın kısmi basınçlarının toplamı olduğunu söylediğinden, şu sonuca varabiliriz: Bu karışımdaki nitrojen gazının kısmi basıncı 1,6 atm'dir (2,0 atm'nin %80'i) ve oksijen gazınınki 0,4 atm'dir (2.0 atm'nin %20'si).

İdeal gaz durum denklemini kullanırsak, bu gazların her birinin kısmi basıncının şuna eşit olduğunu elde ederiz:

P_o = n_oRT
V
P_O2 = n_O2RT
V

Kısmi basınçların mol sayısı (n) ile doğru orantılı olduğuna dikkat edin. Böylece, toplam basınç aynı zamanda toplam mol sayısının (Σn) toplamı ile doğru orantılıdır:

P_TOPLAM = ΣHayır RT
V

Bu ilişkiler aracılığıyla, başka bir önemli kimyasal miktarı belirleyebiliriz: a molar kesir (X). Karışımdaki gazlardan birinin mol sayısı ile karışımın mol sayısının toplamı arasındaki ilişkiden başka bir şey değildir. Bu fraksiyon aynı zamanda gazın kısmi basıncı ile karışımın toplam basıncı arasındaki ilişkiye de tekabül eder.

Gazlardan birinin kısmi basıncının denklemini toplam basınca bölerek molar kesre ulaşırız. Örnek olarak helyum gazını ele alalım:

_P_o. V  = Hayır_o RT
P_TOPLAM. Ven RT
P_o = Hayır_o= X_o
P_TOPLAM n

Bir örneğe bakın: Lastiğin kalibre edildiği havada bulunan nitrojen ve oksijen karışımına dönersek, diyelim ki her 1 mol hava için 0,8 mol nitrojenimiz var. Böylece karışımdaki bu gazların her birinin molar kesri aşağıdaki denklemlerle verilir:

X_N2 = Hayır_N2 X_O2 = Hayır_O2
Σ_Hayır Σ_Hayır
X_N2 =  0,8 mol X_O2 =  0,2 mol
1.0 mol 1.0 mol
X_N2 = 0,8X_O2 = 0,2

Bu, yukarıda belirtilen kısmi baskılarla da verilebilir:

X_N2 = P_N2 X_O2 = P_O2
P_TOPLAM P_TOPLAM
X_N2 =  1,6 atm X_O2 =  0,4 atm
2.0 atm 2.0 atm
X_N2 = 0,8X_O2 = 0,2

Molar kesir, kısmi bir değer ile toplam bir değer arasındaki ilişki olduğundan, karışımdaki tüm molar kesirlerin toplamının her zaman 1'e eşit olacağına dikkat edin:

X_N2 + X_o2 = 1

Gazların kısmi basınçlarının önemli bir yönü vücudumuzda görülür. Kanımız oksijen gazı taşır (O₂) vücudun hücrelerine ve dokularına ve karbondioksiti (CO₂) nefeste serbest bırakılır. Bu değişim, kandaki ve kandaki bu gazlar arasındaki kısmi basınç farkları tarafından kolaylaştırılır. dokular ve her zaman daha yüksek basınç bölgesinden daha düşük basınca doğru gerçekleşir. kısmi.

Bununla birlikte, çok düşük veya çok yüksek irtifalara ulaşan, solunum oksijen basıncının değiştiği dağcılar ve dalgıçlar söz konusu olduğunda bu işlev tehlikeye girebilir. Bu nedenle oksijenle zenginleştirilmiş basınçlı hava tüpleri gibi uygun ekipmanların kullanılması önemlidir.

* Editoryal Kredi: Sergey Goryachev / Shutterstock.com

Jennifer Foğaça tarafından
Kimya mezunu