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 поводитись так, ніби це був 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
Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)
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, присутніх у 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 є відношенням між частковою і загальною величиною, 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
Що таке гази, які властивості газів, молекулярні сполуки, стисливість, фіксований об’єм, кінетична енергія середнє значення, абсолютна температура газу, ідеальний газ, реальні гази, ідеальний газ, змінні стану газу, об’єм газу, пори року
