Джон Далтон (1766-1844) був великим дослідником конституції матерії, відомий своєю атомною теорією. Однак він також приніс багато інших внесків у науку. Серед них - внесок у хімію та фізику щодо її розвитку Закон, встановлений в 1801 р., який стосується парціального тиску газів у газових сумішах.
Джон Далтон (1766-1844)
Це Закон Дальтона говорить наступне:
Загалом ми маємо:
PВСЬОГО = Р1 + P2 + P3 + ... або PВСЬОГО = ΣP
Наприклад, уявімо собі утворення газової суміші газу гелію та газу кисню. Спочатку ці два гази знаходяться в окремих контейнерах, кожен газ має свій об'єм, свій тиск і свою температуру. Потім однакові обсяги цих газів змішуються в одній ємності і витримуються при однаковій температурі.
Вважаючи ці гази ідеальними, вони не будуть реагувати один з одним, а суміш буде поводитиметься так, ніби це буде один газ, і тиск кожного компонента буде незалежним від тиску. інших. Отже, тиск цієї суміші буде дорівнює сумі тисків, що чинять кожен із її компонентів у суміші, тобто:
PВСЬОГО = Рвін + PО2
Важливо підкреслити, що парціальний тиск кожного газу - це не тиск, який він чинив до введення суміші, коли він був ізольований, а відповідає тиску що вона буде докладати зусиль, якби вона була одна, займаючи загальний об'єм суміші і при тій же температурі, при якій знаходиться суміш, тобто її тиск у межах Змішати.
Ось приклад: Повітря - це газова суміш, що складається в основному з 80% газу азоту та 20% газу кисню. Уявіть, що шина калібрується з тиском 2,0 атм за допомогою повітряного компресора. Загальний тиск суміші всередині шини становить 2,0 атм. Оскільки закон Далтона говорить, що загальний тиск - це сума парціальних тисків кожного газу в суміші, ми можемо зробити висновок, що Парціальний тиск газу азоту в цій суміші становить 1,6 атм (80% 2,0 атм), а тиск газу кисню 0,4 атм (20% 2,0 атм).
Якщо ми використовуємо рівняння стану ідеального газу, то маємо, що парціальний тиск кожного з цих газів дорівнює:
Pвін = nвінRT
V
PO2 = nO2RT
V
Зверніть увагу, що парціальний тиск прямо пропорційний кількості родимок (n). Таким чином, загальний тиск також прямо пропорційний сумі загальної кількості родимок (Σn):
PВСЬОГО = Σнемає RT
V
За допомогою цих взаємозв’язків ми можемо визначити ще одну важливу хімічну величину: а молярна частка (X). Це не що інше, як залежність між кількістю молей одного з газів у суміші та сумою кількості молей суміші. Ця частка також відповідає залежності між парціальним тиском газу та загальним тиском суміші.
Ми доходимо до молярної частки, поділивши рівняння парціального тиску одного з газів на загальний тиск. Візьмемо для прикладу газ гелій:
_Pвін. V = немаєвін RT
PВСЬОГО. VΣn RT
Pвін = немаєвін= Xвін
PВСЬОГО п
Див. Приклад: Повертаючись до суміші азоту та кисню, присутньої в повітрі, за допомогою якої калібрували шину, скажімо, що на кожен 1 моль повітря ми маємо 0,8 моль азоту. Таким чином, мольна частка кожного з цих газів у суміші задається рівняннями нижче:
XN2 = немаєN2 XO2 = немаєO2
Σнемає Σнемає
XN2 = 0,8 моль XO2 = 0,2 моль
1,0 моль 1,0 моль
XN2 = 0,8XO2 = 0,2
Це також може бути дано згаданим вище частковим тиском:
XN2 = PN2 XO2 = PO2
PВСЬОГО PВСЬОГО
XN2 = 1,6 атм XO2 = 0,4 атм
2,0 атм 2,0 атм
XN2 = 0,8XO2 = 0,2
Зверніть увагу, що оскільки мольна частка - це відношення між частковим значенням та загальним значенням, сума всіх молярних часток у суміші завжди дорівнюватиме 1:
XN2 + Xo2 = 1
Важливий аспект парціального тиску газів спостерігається в наших тілах. Наша кров несе газ кисень (O2) до клітин і тканин організму і видаляють вуглекислий газ (CO2), що виділяється в диханні. Цьому обміну сприяє різниця в парціальному тиску між цими газами в крові та в крові тканин, і це завжди відбувається в напрямку області більш високого тиску до нижчого тиску частковий.
Однак ця функція може бути порушена у випадку альпіністів та дайверів, які досягають дуже низьких або дуже великих висот, де тиск дихаючого кисню змінюється. Отже, важливість використання відповідного обладнання, такого як збагачені киснем балони зі стисненим повітрям.
* Редакційний кредит: Сергій Горячов / Shutterstock.com
Дженніфер Фогача
Закінчив хімію
