Exemplu de gaz ideal Problemă: presiune parțială

În orice amestec de gaze, fiecare component gaz exercită o presiune parțială care contribuie la total presiune. La obișnuit temperaturile și presiune, puteți aplica legea gazului ideal pentru a calcula presiunea parțială a fiecărui gaz.

Să începem prin revizuirea conceptului de presiune parțială. Într-un amestec de gaze, presiunea parțială a fiecărui gaz este presiunea pe care o va exercita gazul dacă ar fi singurul care ocupă acel volum de spațiu. Dacă adăugați presiunea parțială a fiecărui gaz dintr-un amestec, valoarea va fi presiunea totală a gazului. Legea utilizată pentru găsirea presiunii parțiale presupune că temperatura sistemului este constantă și gazul se comportă ca un gaz ideal, urmând legea gazului ideal:

PV = nRT

unde P este presiune, V este volum, n este numărul de alunițe, R este constanta de gaz, iar T este temperatura.

Presiunea totală este apoi suma tuturor presiunilor parțiale ale gazelor componente. Pentru n componente ale unui gaz:

P_total = P₁ + P₂ + P₃ +... P_n

Când este scrisă în acest fel, această variantă a Legii gazelor ideale este denumită Legea presiunilor parțiale ale lui Dalton. Deplasându-se termenii, legea poate fi rescrisă pentru a relaționa moli de gaz și presiunea totală cu presiunea parțială:

P_X = P_total (n / n_total)

Întrebare de presiune parțială

Un balon conține 0,1 moli de oxigen și 0,4 moli de azot. Dacă balonul este la temperatură și presiune standard, care este presiunea parțială a azotului?

Soluţie

Presiunea parțială este găsită de Legea lui Dalton:

P_X = P_Total (n_X / n_Total )

Unde
P_X = presiunea parțială a gazului x
P_Total = presiunea totală a tuturor gazelor
n_X = numărul de moli de gaze x
n_Total = numărul de alunițe ale tuturor gazelor

Pasul 1

Găsiți P_Total

Deși problema nu afirmă în mod explicit presiunea, vă spune că balonul este la temperatura și presiunea standard. Presiunea standard este de 1 atm.

Pasul 2

Adăugați numărul de moli ale gazelor componente pentru a găsi n_Total

n_Total = n_oxigen + n_azot
n_Total = 0,1 mol + 0,4 mol
n_Total = 0,5 mol

Pasul 3

Acum aveți toate informațiile necesare pentru a conecta valorile la ecuație și a rezolva pentru P_azot

P_azot = P_Total (n_azot / n_Total )
P_azot = 1 atm (0,4 mol / 0,5 mol)
P_azot = 0,8 atm

Răspuns

Presiunea parțială a azotului este de 0,8 atm.

• Asigurați-vă că vă raportați corect unitățile! În mod obișnuit, atunci când folosiți orice formă a legii ideale asupra gazelor, vă veți ocupa de masa în alunițe, temperatura în Kelvin, volumul în litri și presiunea în atmosfere. Dacă aveți temperaturi în Celsius sau Fahrenheit, convertiți-le în Kelvin înainte de a continua.
• Nu uitați că gazele reale nu sunt gaze ideale, așa că, deși calculul va avea o eroare foarte mică în condiții obișnuite, nu va fi tocmai adevărata valoare. Pentru majoritatea situațiilor, eroarea este neglijabilă. Eroarea crește pe măsură ce presiunea și temperatura unui gaz cresc, deoarece particulele interacționează între ele mai des.