Hoe gedeeltelijke druk te berekenen

In de gedeeltelijke druk van de chemie "verwijzen" de druk, die een afzonderlijke component heeft van het gasmengsel van een externe omgeving, bijvoorbeeld op de fles, cilinder of de sfeergrens. U kunt de druk van elk gas berekenen, als u de hoeveelheid weet, welk bedrag het duurt en wat is de temperatuur ervan. Dan kunt u gedeeltelijke druk vouwen en de totale gedeeltelijke druk van het mengsel van gassen vinden of eerst de algemene druk vinden, en vervolgens gedeeltelijk.

Stappen

Deel 1 van 3:
De eigenschappen van gassen begrijpen
Titel afbeelding Bereken partlijke druk Stap 1
een. Neem elk gas als "perfect". In de chemie "Perfect Gas" - een die interageert met andere stoffen zonder ze in te voeren om verbinding te maken. Afzonderlijke moleculen kunnen elkaar onder ogen zien en de ballen voor biljart duwen, zonder te vervormen.
  • De druk van het perfecte gas neemt toe, als het in een kleiner volume wordt geplaatst en afneemt als het gas in een groter volume is. Deze relatie wordt de wet van Boyl Mariotta genoemd, genaamd wetenschappers Robert Boyle en Edma Mariotta. Wiskundige verslag van de wet: K = P x V of, vereenvoudigd, K = PV, waarbij K een relatie constant, P - druk en V - volume vertegenwoordigt.
  • Druk kan in verschillende eenheden worden gespecificeerd. Een van hen, Pascal (PA), wordt gedefinieerd als de kracht in 1 Newton, bevestigd aan het plein in 1 vierkante meter. Een andere versie van drukvertegenwoordiging - in sferen (ATM). Deze eenheid wordt gedefinieerd als de druk van de atmosfeer van de aarde op zeeniveau. Druk in 1 atmosfeer is 101.325 pa.
  • De temperatuur van het ideale gas neemt toe met het vergroten van het volume en neemt af met een afname van het volume. Deze relatie wordt de Charles Law genoemd, door de naam Jacques Charles. Wiskundige verslag van de wet: K = v / t, waarbij K een constante van de verhouding is tussen het volume en de temperatuur, veert u opnieuw het gasvolume en is de temperatuur.
  • De gastemperatuur in deze vergelijkingen wordt gegeven in graden van Kelvin, het is te vinden, het toevoegen van 273 aan het aantal graden Celsius bij gastemperatuur.
  • Deze twee relaties kunnen worden gecombineerd in één vergelijking: k = pv / t, die ook kan worden geschreven als PV = KT.
  • Titel afbeelding Bereken partlijke druk Stap 2
    2. Bepaal het aantal gassen. Gas heeft een massa en volume. Het volume wordt meestal gemeten in liter (L), maar er zijn twee varianten van het telling.
  • Meestal wordt de massa gemeten in gram of, als het groot genoeg is, in kilogrammen.
  • Aangezien gassen meestal heel weinig wegen, wordt hun massa ook berekend in een afzonderlijke meting, molecuulgewicht of molaire massa. De molaire massa wordt gedefinieerd als de som van de atoomgewichten van alle atomen in de gasvormige substantie, wordt elk atoom vergeleken met een massa koolstof (12)
  • Omdat atomen en moleculen te klein zijn om rechtstreeks met ze samen te werken, wordt de hoeveelheid gas bepaald in de mollen. Het aantal mol in dit gas kan worden gevonden door de massa op de molaire massa te delen, wordt de waarde genoteerd door de letter N.
  • We kunnen de constante k constante in het gasvergelijkingnummer n, de hoeveelheid mol (MOL) vervangen en een nieuwe constante r invoeren. Dan wordt de vergelijking vastgelegd in de vorm van NR = PV / T of PV = NRT.
  • De waarde r hangt af van de eenheden waarin de gasdruk, volume en temperatuur worden gemeten. Voor volume in liter, temperatuur in Kelvin en druk in de atmosferen, is de waarde 0.0821 L ATM / K. Dit kan worden geschreven als 0.0821 liter ATM K, om te voorkomen dat de scheidingsfunctie wordt gebruikt bij het opgeven van eenheden van meting.
  • Titel afbeelding Bereken partlijke druk Stap 3
    3. Inzicht in de Dalton-wet op gedeeltelijke druk. De wet, een open chemicus en natuurkundige John Dalton, die voor het eerst suggereerde dat chemische elementen bestaan ​​uit individuele atomen, luidt: de totale druk van het gasmengsel is gelijk aan de hoeveelheid drukken van elk gas in het mengsel.
  • De wet van Dalton kan in dit formulier worden vastgelegd: PAlgemeen = Peen + P2 + P3 ... met zoveel termen na het teken van gelijkheid, wat is het aantal gassen in het mengsel.
  • De vergelijking van de Dalton-wet kan worden uitgebreid bij het werken met gassen, waarvan de individuele druk onbekend is, maar waarvoor de temperatuur en het volume bekend zijn. Gedeeltelijke gasdruk is hetzelfde als voor een gelijk volume gas dat volledig het toegewezen volume inneemt.
  • Voor elke gedeeltelijke druk kunnen we de vergelijking van perfect gas herschrijven. In plaats van PV = NRT kunnen we PS alleen achteraan laten vóór het teken van gelijkheid. Om dit te doen, moeten beide delen van de vergelijking worden onderverdeeld in V: PV / V = ​​NRT / V. TWEE V LINKERSGESLAG, REINIGEN P = NRT / V.
  • Vervolgens kunnen we voor elke p aan de rechterkant de vervanging vervangen door de vergelijking van gedeeltelijke druk om te sluiten: PAlgemeen = (Nrt / v) een + (Nrt / v) 2 + (Nrt / v) 3 ..
    • Deel 2 van 3:
    Gedeeltelijk tellen, dan algemene druk
    Titel afbeelding Bereken partlijke druk stap 4
    een. Bepaal de vergelijking van gedeeltelijke druk voor gassen waarmee u werkt. Voor computationele doeleinden nemen we een voorbeeld: 2 liter in bulk bevat 2 gas, stikstof (n2), zuurstof (o2) en koolstofdioxide, kooldioxide (CO2). Elk gas - 10 g, de temperatuur van elk gas in de kolf is 37 graden Celsius. Het is noodzakelijk om de gedeeltelijke druk van elk gas en de totale druk van het mengsel van gassen naar de container te vinden.
    • Onze gedeeltelijke drukvergelijking zal er als volgt uitzien: PTotaal = PStikstof + POksigen + PKooldioxide.
    • Aangezien we een druk proberen te vinden die elk van de gassen heeft, kennen we het volume en de temperatuur en kunnen we het aantal molen van elk gas vinden, op basis van de massa van materie, kunnen we de vergelijking in het volgende formulier herschrijven: PAlgemeen = (Nrt / v) Stikstof + (Nrt / v) Oksigen + (Nrt / v) Kooldioxide
  • Titel afbeelding Bereken partlijke druk Stap 5
    2. Verplaats de temperatuur naar de graden Kelvin. Celsius-temperatuur is 37 graden, dus we zullen 273 tot 37 toevoegen en we krijgen 310 graden K.
  • Titel afbeelding Bereken partlijke druk Stap 6
    3. Zoek het aantal mols van elk gas in het monster. Het aantal gasmollen is gelijk aan massa van gas gedeeld door zijn molaire massa, die, zoals al vermeld, gelijk is aan de som van de gewichten van alle atomen in de samenstelling.
  • Voor ons eerste gas, stikstof (n2), elk atoom heeft een atoomgewicht 14. Aangezien stikstof twee atomen bevat (bestaat uit diatomische moleculen), moeten we 14 met 2 vermenigvuldigen om de molaire massa van stikstof te vinden, het is gelijk aan 28. Dan verdelen we de massa in gram, 10 g, op 28 om het aantal mollen te krijgen dat ongeveer 0,4 mol is.
  • Bij het tweede gas, zuurstof (O2), de massa van elk atoom is gelijk aan 16. Oxigen ook dhokatom gas, dus we vermenigvuldigen 16 bij 2 en krijgen een molaire massa gelijk aan 32. Het delen van 10 g door 32, krijgen we ongeveer 0,3 mol oxigen als onderdeel van een monster van een mengsel van gassen.
  • Derde gas, kooldioxide (CO2), bestaat uit 3 atomen: een koolstofatoom met atoomgewicht van 12 en twee zuurstofatomen, elk met atoomgewicht 16. We vouwen alle drie gewichten: 12 + 16 + 16 = 44 is een molaire massa. 10 g per 44 delen, krijgen we ongeveer 0,2 biddendioxide koolstof.
  • Titel afbeelding Bereken partlijke druk Stap 7
    4. SUBS-waarden voor mol, volume en temperatuur. Onze vergelijking ziet er als volgt uit: PAlgemeen = (0.4 * R * 310/2) Stikstof + (0.3 * R * 310/2) Oksigen + (0.2 * R * 310/2) Kooldioxide.
  • Voor eenvoud verlieten we huidige meeteenheden. Deze eenheden vertrekken na wiskundige computergebruik en alleen die die aan de drukdefinitie deelnemen, blijven.
  • Titel afbeelding Bereken partlijke druk Stap 8
    vijf. De waarde van de constante r. We zullen gedeeltelijke en algemene druk in de atmosferen aangeven, omdat we de waarde van R, gelijk aan 0,0821 liter ATM / K MOL gebruiken. De vervanging van deze waarde in de vergelijking geeft ons PAlgemeen = (0.4 * 0.0821 * 310/2) Stikstof + (0.3 * 0.0821 * 310/2) Oksigen + (0.2 * 0.0821 * 310/2) Kooldioxide.
  • Titel afbeelding Bereken partlijke druk Stap 9
    6. Bereken de gedeeltelijke druk van elk gas. Nu zijn alle waarden op zijn plaats, het is tijd om naar wiskundige berekeningen te gaan.
  • Om de gedeeltelijke druk van de gedeeltelijke stikstof te vinden, vermenigvuldigt u 0,4 mol op onze constante 0,0821 en een temperatuur van 310 graden K, vervolgens gedeeld door 2 liter: 0,4 * 0,0921 * 310/2 = 5,09 ATM, ongeveer.
  • Om gedeeltelijke druk van zuurstof te verkrijgen, vermenigvuldigt u 0,3 mol per constante 0,0821 en een temperatuur van 310 graden K, vervolgens gescheiden door 2 liter: 0,3 * 0,0821 * 310/2 = 3,82 atm, ongeveer.
  • Om gedeeltelijke druk van dioxide koolstof te vinden, vermenigvuldigt u 0,2 mol per constante 0,0821 en een temperatuur van 310 graden K, vervolgens gedeeld door 2 liter: 0,2 * 0,0821 * 310/2 = 2,54 atm, ongeveer.
  • Leg nu de resulterende drukwaarden vast en zoek een algemene druk: PAlgemeen = 5.09 + 3.82 + 2.54, of 11.45 ATM, ongeveer.
    • Deel 3 van 3:
    Berekening van het algemeen, dan gedeeltelijke druk
    Titel afbeelding Bereken partlijke druk Stap 10
    een. Bepaal de gedeeltelijke druk, zoals eerder. Nogmaals, neem een ​​voorbeeld van een kolf voor 2 liter met drie gassen: stikstof (n2), zuurstof (o2) en koolstofdioxide (CO2). We hebben 10 g van elk gas, de temperatuur van elk gas in de kolf is 37 ° C.
    • De temperatuur in Kelvin is dezelfde, 310 graden, zoals eerder, we hebben ongeveer 0,4 molstikstof, 0,3 moloxige en 0,2 mol koolstofdioxide.
    • We zullen ook de druk in de atmosferen aangeven, daarom zullen we een waarde van 0,0821 liter ATM / k mol gebruiken voor constante r.
    • Onze gedeeltelijke drukvergelijking ziet er momenteel hetzelfde uit als voorheen: PAlgemeen = (0.4 * 0.0821 * 310/2) Stikstof + (0.3 * 0.0821 * 310/2) Oksigen + (0.2 * 0.0821 * 310/2) Kooldioxide.
  • Titel afbeelding Bereken partlijke druk Stap 11
    2. Vouw het aantal mols van elk gas in het monster om het totale aantal mol in het gassenmengsel te vinden. Aangezien het volume en de temperatuur hetzelfde is voor alle gassen, om nog maar te zwijgen van het feit dat elke molaire massa wordt vermenigvuldigd met dezelfde constante, kunnen we de distributie-eigenschap van vermenigvuldiging gebruiken en de vergelijking in het volgende formulier herschrijven: PAlgemeen = (0,4 + 0,3 + 0.2) * 0.0821 * 310/2.
  • We vouwen 0,4 + 0,3 + 0,2 = 0,9 mol gassen. Dit zal onze uitdrukking vereenvoudigen tot pAlgemeen = 0.9 * 0.0821 * 310/2.
  • Titel afbeelding Bereken partlijke druk Stap 12
    3. Zoek de totale gasmengseldruk. Vermenigvuldig 0,9 * 0,0821 * 310/2 = 11,45 mol, ongeveer.
  • Titel afbeelding Bereken partlijke druk Stap 13
    4. Zoek het aandeel van elk gas in het mengsel. Om dit te doen, deel het aantal mols van elk gas voor het totale aantal mol in het mengsel.
  • We hebben 0,4 mol stikstof, omdat 0,4 / 0.9 = 0,44 (44 procent) in het monster ongeveer.
  • We hebben 0,3 mol zuurstof, omdat 0,3 / 0.9 = 0,33 (33 procent) in het monster, ongeveer.
  • We hebben 0,2 mol koolstofdioxide, omdat 0,2 / 0.9 = 0,22 (22 procent) in het monster, ongeveer.
  • Hoewel de berekeningen boven de som van de geschatte waarden in percentage slechts 0,99, zijn de exacte waarden periodiek, dus het bedrag is eigenlijk gelijk aan de repetitieve negens na de komma. Per definitie is dit hetzelfde als 1 of 100 procent.
  • Titel afbeelding Bereken partlijke druk Stap 14
    vijf. Vermenigvuldig een proportionele hoeveelheid van elk gas voor algemene druk om gedeeltelijke druk te vinden.
  • Vermenigvuldig 0,44 * 11,45 = 5,04 ATM, ongeveer.
  • Vermenigvuldig 0,33 * 11.45 = 3,78 ATM, ongeveer.
  • Vermenigvuldig 0,22 * 11.45 = 2,52 atm, ongeveer.

    • Tips

    • U zult een klein verschil in waarden opmerken bij het berekenen van de eerste gedeeltelijke druk, en dan in het algemeen en bij het tellen in het algemeen, en vervolgens gedeeltelijke druk. Vergeet niet dat de waarden ongeveer worden gegeven omdat ze worden afgerond op 1 of 2 tekens na een komma voor eenvoud van tellen en begrip. Als u zelf berekeningen uitvoert zonder afronding, zult u opmerken of een kleiner verschil tussen waarden of helemaal niet opmerken.

    Waarschuwingen

    • Kennis van de gedeeltelijke druk van gassen kan een kwestie van leven en overlijden zijn voor duikers. Een te lage gedeeltelijke zuurstofdruk kan leiden tot onbewuste staat of dood, maar een te hoge gedeeltelijke druk van stikstof of zuurstof kan ook leiden tot vergiftiging.

    Je zal nodig hebben

    • Rekenmachine
    • Handboek van atomaire gewichten / molaire massa`s
    Deel in het sociale netwerk:
    Vergelijkbaar