Ideell gass Eksempel Problem: Deltrykk

Daltons lov kan brukes til å bestemme partialtrykket til en gass i en ballong. Paul Taylor / Getty Images

I hvilken som helst blanding av gasser hver komponentgass utøver et deltrykk som bidrar til totalen press . Til vanlig temperaturer og trykk, kan du bruke den ideelle gassloven for å beregne partialtrykket til hver gass.

Hva er partiell trykk?

La oss starte med å gjennomgå begrepet deltrykk. I en blanding av gasser er partialtrykket til hver gass trykket som gass ville utøve hvis det var den eneste som okkuperte det volumet av plass. Legger du sammen partialtrykket til hver gass i en blanding, vil verdien være det totale trykket til gassen. Loven som brukes til å finne partialtrykk antar at temperaturen i systemet er konstant og at gassen oppfører seg som en ideell gass, den ideelle gassloven :

PV = nRT

hvor P er trykk, V er volum, n er tallet av føflekker , R er gasskonstanten , og T er temperatur.

Det totale trykket er da summen av alle partialtrykkene til komponentgasser. Til n komponenter i en gass:

P_Total= P₁+ P_to+ P₃+... P_n

Når den er skrevet på denne måten, kalles denne varianten av den ideelle gassloven Daltons lov om partialtrykk . Når du beveger deg rundt termer, kan loven omskrives for å relatere mol gass og totalt trykk til partialtrykk:

P_x= P_Total(n/n_Total)

Deltrykksspørsmål

En ballong inneholder 0,1 mol oksygen og 0,4 mol nitrogen. Hvis ballongen er ved standard temperatur og trykk, hva er partialtrykket til nitrogenet?

Løsning

Deltrykk finnes ved Daltons lov :

P_x= P_Total(n_x/ n_Total)

hvor
P_x= partialtrykk av gass x
P_Total= totalt trykk for alle gasser
n_x= antall mol gass x
n_Total= antall mol av alle gasser

Trinn 1

Finn P_Total

Selv om problemet ikke eksplisitt angir trykket, forteller det deg at ballongen er på standard temperatur og trykk . Standardtrykk er 1 atm.

Steg 2

Legg sammen antall mol av komponentgassene for å finne n_Total

n_Total= n_oksygen+ n_nitrogen
n_Total= 0,1 mol + 0,4 mol
n_Total= 0,5 mol

Trinn 3

Nå har du all informasjonen som trengs for å koble verdiene inn i ligningen og løse for P_nitrogen

P_nitrogen= P_Total(n_nitrogen/ n_Total)
P_nitrogen= 1 atm (0,4 mol / 0,5 mol)
P_nitrogen= 0,8 atm

Svar

Partialtrykket til nitrogenet er 0,8 atm.

Nyttig tips for å utføre partialtrykkberegningen

• Sørg for å rapportere enhetene dine riktig! Vanligvis, når du bruker noen form for den ideelle gassloven, vil du ha å gjøre med masse i mol, temperatur i Kelvin, volum i liter, og trykket er i atmosfærer. Hvis du har temperaturer i Celsius eller Fahrenheit, konverter dem til Kelvin før du fortsetter.
• Husk at ekte gasser ikke er ideelle gasser, så selv om beregningen vil ha svært liten feil under vanlige forhold, vil det ikke være nøyaktig den sanne verdien. For de fleste situasjoner er feilen ubetydelig. Feilen øker når trykket og temperaturen til en gass øker fordi partiklene samhandler med hverandre oftere.