A részleges nyomás kiszámítása: 14 lépés

A "részleges nyomás" kémiában a nyomás, amely külön komponenssel rendelkezik a külső környezet gázkeverékéből, például a lombikban, a hengeren vagy a légköri határon. Az egyes gázok nyomását kiszámíthatja, ha ismeri annak mennyiségét, milyen mennyiségre van szükség, és mi a hőmérséklete. Ezután részleges nyomást hajthat be, és megtalálhatja a gázok keverékének teljes részleges nyomását, vagy először az általános nyomást, majd részleges.

Lépések

3. rész:

A gázok tulajdonságainak megértése

A címet kiszámítja a részleges nyomást 1. lépést

egy. Vegyünk minden gázt "tökéletesnek". A "Tökéletes gáz" kémiában - amely kölcsönhatásba léphet más anyagokkal, anélkül, hogy belépne a csatlakozáshoz. A külön molekulák egymással szembesülhetnek, és a golyókat biliárdokhoz deformáljuk.

A tökéletes gáz nyomása növekszik, ha kisebb térfogatba kerül, és csökken, ha a gáz nagyobb mennyiségben van. Ezt a kapcsolatot Boyl Mariotta törvényének nevezik, a tudósok Robert Boyle és Edma Mariotta. A törvény matematikai nyilvántartása: k = p x v vagy egyszerűsített, k = pv, ahol K jelentése állandó, p-nyomás és V - térfogat.
A nyomás több különböző egységben is meghatározható. Az egyikük, Pascal (PA), az 1 Newton 1-es erővel, 1 négyzetméteres négyzethöz csatolva. A nyomáskibocsátás másik változata - atmoszférában (ATM). Ezt a készüléket a Föld légkörének nyomásának nyomása határozza meg. Nyomás 1 atmoszférában 101,325 pa.
Az ideális gáz hőmérséklete növeli a térfogat növelését és a térfogat csökkenésével csökken. Ezt a kapcsolatot Károly törvénynek nevezik, Jacques Charles nevével. A törvény matematikai rekordja: k = v / t, ahol a k egy állandó a térfogat és a hőmérséklet közötti arány, v ismét a gáz térfogatát jelenti, és t a hőmérséklet.
Az ezen egyenletek gázhőmérséklete Kelvin fokokban van megadva, megtalálható, 273 hozzáadása a Celsius fokozathoz a gázhőmérsékleten.
Ez a két kapcsolat egy egyenletbe kombinálható: k = pv / t, amely pv = kt-ként is írható.

A címet kiszámítja a részleges nyomást 2. lépést

2. Meghatározza a gázok számát. A gáznak tömege és mennyisége van. A térfogatot általában literben (L) mérjük, de a tömegszámlálás két változata van.

Általában a tömeget grammban mérjük, vagy ha elég nagy, kilogrammban.

Mivel a gázok általában nagyon kicsiek, a tömegüket egy külön mérési egységben, molekulatömegű vagy moláris tömegben is kiszámítják. A móltömeget a gáz-halmazállapotú anyag összes atomjának atomsúlyának összege, mindegyiktestet összehasonlítjuk a szén tömegével (12)

Mivel az atomok és a molekulák túl kicsiek ahhoz, hogy közvetlenül működjenek velük, a gáz mennyiségét a molákban határozzák meg. A mólók száma ebben a gázban megtalálható a moláris tömegű tömeg megosztásával, az értéket az N betű jelzi.

Az N Numm quation n számú gázegyenletet, a mól (MOL) mennyiségét helyettesítjük, és beírhatunk egy új konstansot. Ezután az egyenletet NR = PV / T vagy PV = NRT formájában rögzítjük.

Az R érték az olyan egységektől függ, amelyekben a gáznyomás, térfogat és hőmérséklet mérhető. A liter térfogatban, a kelvin hőmérséklete és a nyomás a légkörben, az érték 0,0821 l atm / k. Ez 0,0821 liter ATM K-ként írható, hogy elkerülje az elválasztási funkció használatát a mérési egységek megadásakor.

A címet kiszámítja a részleges nyomás 3. lépését

3. A Dalton törvény megértése részleges nyomáson. A törvény, egy nyitott vegyész és fizikus John Dalton, aki először azt javasolta, hogy a kémiai elemek egyedi atomokból állnak: a gázkeverék teljes nyomása egyenlő az egyes gázok nyomása mennyiségével.

Dalton törvénye ebben a formában rögzíthető: P_Tábornok = P_egy + P₂ + P₃ ... oly sok feltétel az egyenlőség jele után, mi a gázok száma a keverékben.

A Dalton törvény egyenlete bővíthető gázokkal való együttműködés során, amelynek egyedi nyomása ismeretlen, de amelyre a hőmérséklet és a térfogat ismert. A részleges gáznyomás megegyezik, mint egy egyenlő mennyiségű gáz, amely teljes mértékben elfoglalja a megadott kötetet.

Minden egyes részleges nyomáson átírhatjuk a tökéletes gáz egyenletét. A PV = NRT helyett a bal oldalon csak a bal oldalon hagyhatjuk el az egyenlőség jele előtt. Ehhez az egyenlet mindkét részét V: PV / V = NRT / V-ra kell osztani. Két V balra vágott, továbbra is P = NRT / V.

Ezután minden egyes P-re a jobb oldalon helyettesíthetjük a szubsztitúciót, amely a részleges nyomás egyenletét tartalmazza: P_Tábornok = (NRT / V) _egy + (NRT / V) ₂ + (NRT / V) ₃ ..

3. rész: 3:

Részleges, majd általános nyomás számítása

A címet kiszámítja a részleges nyomás 4. lépését

egy. Határozza meg a részleges nyomás egyenletét a gázok számára, amellyel dolgozik. Számítási célokra példát vehetünk: 2 liter ömlesztve 2 gáz, nitrogén (N₂), oxigén (O₂) és széndioxid, szén-dioxid (CO₂). Minden gáz - 10 g, az egyes gázok hőmérséklete a lombikban 37 fok Celsius. Meg kell találni az egyes gázok részleges nyomását és a gázok keverékének teljes nyomását a tartályba.

A részleges nyomásegyenletünk így fog kinézni: p_Teljes = P_Nitrogén + P_Oksigen + P_Szén-dioxid.
Mivel megpróbálunk nyomást találni, hogy mindegyik gáz van, ismerjük a hangerőt és a hőmérsékletet, és megtaláljuk az egyes gázok móljainak számát, az anyag tömegén alapulva, átírhatjuk az egyenletet a következő formában: P_Tábornok = (NRT / V) _Nitrogén + (NRT / V) _Oksigen + (NRT / V) _Szén-dioxid

A kép cím szerinti részleges nyomás 5. lépése

2. Mozgassa a hőmérsékletet Kelvin fokozatra. Celsius hőmérséklet 37 fok, így hozzáadunk 273-37, és 310 fokot kapunk.

A címet kiszámítják a részleges nyomás 6. lépését

3. Keresse meg az egyes gázok móljainak számát a mintában. A gázmolok száma megegyezik a moláris tömegével megosztott gáz tömegével, amely már említettük, megegyezik a készítmény összes atomjának súlyainak összegével.

Első gázunkhoz, nitrogén (n₂), minden atom atomtömegben van 14. Mivel a nitrogén két atomot tartalmaz (diatomikus molekulákból áll), a nitrogén moláris tömegének megkereséséhez 14-et kell megszapni, 28. Ezután elosztjuk a tömege grammban, 10 g, 28 hogy a móljainak száma, amely körülbelül 0,4 mol.

A második gázon, oxigén (o₂), az egyes atomok tömege 16. Oxigen is Dhokatom Gas, így szaporodunk 16-tól 2, és kapunk egy moláris tömeget 32. 10 g 32-el, körülbelül 0,3 mol-oxigént kapunk a gázok keverékének mintájának részeként.

Harmadik gáz, szén-dioxid (CO₂), 3 atomból áll: egy szénatom, 12 és két oxigénatom, mindegyik atomtömeggel 16. Mindhárom súlyt hajtunk végre: 12 + 16 + 16 = 44 moláris tömeg. 10 g / 44-es osztás, körülbelül 0,2 imádkozó dioxid-szén.

A címet kiszámítja a részleges nyomást 7. lépést

4. A mólok, a térfogat és a hőmérséklet aljzatértékei. Az egyenletünk így fog kinézni: p_Tábornok = (0,4 * r * 310/2) _Nitrogén + (0,3 * r * 310/2) _Oksigen + (0,2 * r * 310/2) _Szén-dioxid.

Az egyszerűség érdekében elhagytuk az aktuális mérőegységeket. Ezek az egységek a matematikai számítástechnika után maradnak, és csak azok, amelyek részt vesznek a nyomás meghatározásában.

A címet kiszámítja a részleges nyomás 8. lépését

öt. Az állandó r értékének aljára. A légkörben részleges és általános nyomást fogunk jelezni, mert az R értékét 1 értéke 0,0821 liter ATM / K mol. Az érték helyettesítése az egyenletben megadja nekünk_Tábornok = (0,4 * 0.0821 * 310/2) _Nitrogén + (0,3 * 0.0821 * 310/2) _Oksigen + (0,2 * 0.0821 * 310/2) _Szén-dioxid.

A címet kiszámítja a részleges nyomás 9. lépését

6. Számítsa ki az egyes gázok részleges nyomását. Most minden érték van érvényben, itt az ideje, hogy menjen a matematikai számításokhoz.

Ahhoz, hogy megtalálja a részleges nitrogén részleges nyomása, többszörösen 0,4 mól a mi állandó 0,0821, és a hőmérséklet a 310 Kelvin-fok, majd osztva 2 liter: 0,4 * 0,0821 * 310/2 = 5,0921 * 310/2 = 5,09 atm, kb.

Az oxigén részleges nyomása, szaporodva 0,3 mol / állandó 0,0821 és 310 ° C hőmérsékleten, majd 2 literrel elválasztva: 0,3 * 0,0821 * 310/2 = 3,82 atm, kb.

A dioxid-szén részleges nyomásának megkeresése, 0,2 mol (0,0821) és 310 ° C hőmérsékleten szaporodva, majd 2 literrel osztva: 0,2 * 0,0821 * 310/2 = 2,54 atm, kb.

Most állítsa le az így kapott nyomásértékeket, és találjon általános nyomást: P_Tábornok = 5,09 + 3,82 + 2,54 vagy 11,45 atm, megközelítőleg.

3. rész: 3:

Általános, majd részleges nyomás kiszámítása

A cím szerinti kép kiszámítja a részleges nyomás 10. lépését

egy. Meghatározza a részleges nyomást, mint korábban. Ismét vegyen egy példát egy lombikra 2 liter három gázzal: nitrogén (N₂), oxigén (o₂) és széndioxid (CO₂). 10 g mindegyik gáz van, az egyes gázok hőmérséklete a lombikban 37 ° C.

A Kelvin hőmérséklete ugyanaz lesz, 310 fok, mint korábban, körülbelül 0,4 mól nitrogén, 0,3 mól-oxigén és 0,2 mol szén-dioxid.
A légkörben is nyomást fogunk jelezni, ezért 0,0821 liter ATM / k mol értéket fogunk használni.
Így a részleges nyomásegyenletünk jelenleg ugyanúgy néz ki, mint korábban: p_Tábornok = (0,4 * 0.0821 * 310/2) _Nitrogén + (0,3 * 0.0821 * 310/2) _Oksigen + (0,2 * 0.0821 * 310/2) _Szén-dioxid.

A cím szerinti kép kiszámítja a részleges nyomás 11. lépését

2. Hajtsa fel az egyes gázok móljainak számát a mintában, hogy megtalálja a gázok keverékének összes mólét. Mivel a térfogat és a hőmérséklet ugyanaz az összes gáz esetében, nem is beszélve arról, hogy minden moláris tömeget meg kell szorozni ugyanolyan konstanssal, használhatjuk a szorzás elosztási tulajdonát, és átírhatjuk az egyenletet a következő formában: P_Tábornok = (0,4 + 0,3 + 0,2) * 0,0821 * 310/2.

0,4 + 0,3 + 0,2 = 0,9 mol gázt hajtunk végre. Ez egyszerűsíti kifejezést p_Tábornok = 0,9 * 0.0821 * 310/2.

A képet kiszámítja a részleges nyomás 12. lépését

3. Keresse meg a teljes gázkeverék nyomását. Szaporodva 0,9 * 0,0821 * 310/2 = 11,45 mol, megközelítőleg.

A címet kiszámítja a részleges nyomás 13. lépését

4. Keresse meg az egyes gázok arányát a keverékben. Ehhez oszd meg az egyes gázok móljainak számát a keverékben lévő molok számához.

0,4 mol nitrogénünk van, mivel a mintában 0,4 / 0,9 = 0,44 (44%) van.

0,3 mol-oxigénünk van, mert 0,3 / 0,9 = 0,33 (33%) a mintában, megközelítőleg.

0,2 mol széndioxidunk van, mivel a mintában 0,2 / 0,9 = 0,22 (22%) van.

Bár a százalékos arányok meghaladott számítások csak 0,99-et adnak, a pontos értékek periodikusak, így az összeg ténylegesen megegyezik az ismétlődő Nines-szel a vessző után. Definíció szerint ez megegyezik az 1 vagy 100 százalékkal.

A címet kiszámítják a részleges nyomás 14. lépését

öt. Szorozzuk meg az egyes gázok arányos mennyiségét az általános nyomás érdekében a részleges nyomás megtalálásához.

Szorozzuk 0,44 * 11,45 = 5,04 atm, megközelítőleg.

Szaporodott 0,33 * 11.45 = 3,78 atm, kb.

Szaporodva 0,22 * 11.45 = 2,52 atm, kb.

Tippek

Az első részleges nyomás kiszámításakor kis különbséget fog észrevenni, majd általában az első, majd általában a részleges nyomáson számít. Ne feledje, hogy az értékek kb. Körülbelül azért vannak megadva, mert azokat 1 vagy 2 karakterből állnak, miután vessző a számlálás és a megértés egyszerűségét követően. Ha lekerekítés nélkül kiszámításokat végez, észre fogsz venni, vagy kisebb különbséget fogsz az értékek között, vagy egyáltalán nem észleli.

Figyelmeztetések

A gázok részleges nyomásának ismerete lehet az élet és a halál a búvárok számára. Túl alacsony részleges oxigénnyomás tudatlan állapothoz vagy halálhoz vezethet, de a nitrogén vagy az oxigén túl magas részleges nyomása is mérgezéshez vezethet.

Szükséged lesz

Számológép
Atom súlyok / moláris tömegek kézikönyve