Как рассчитать парциальное давление: 14 шагов

Во хемијата "делумен притисок" се однесува на притисокот, кој има посебна компонента од мешавината на гас на надворешно опкружување, на пример, на колбата, цилиндарот или границата со атмосферата. Можете да го пресметате притисокот на секој гас, ако го знаете своето количество, кој износ е потребно и што е неговата температура. Потоа можете да свиткате парцијален притисок и да го пронајдете вкупниот парцијален притисок на мешавината на гасови, или прво да го пронајдете општиот притисок, а потоа и делумно.

Чекори

Дел 1 од 3:

Разбирање на својствата на гасовите

Сликата со наслов Пресметајте го делумниот притисок чекор 1

Еден. Земете секој гас како "совршен". Во хемијата "Совршен гас" - оној што комуницира со други супстанции без да ги внесува за да се поврзете. Одделни молекули можат да се соочат меѓусебно и да ги истераат топки за билијард, без деформирање.

Притисокот на совршениот гас се зголемува, ако е ставен во помал волумен, и се намалува ако гасот е во поголем волумен. Овој однос се нарекува закон на Бојл Мариота, наречен научници Роберт Бојл и Едма Мариота. Математички евиденција на Законот: k = p x v или, поедноставен, k = pv, каде што k претставува постојана врска, P - притисок и V - волумен.
Притисокот може да се специфицира во неколку различни единици. Еден од нив, Паскал (ПА), е дефиниран како сила во 1 Њутн, прикачена на плоштадот во 1 квадратен метар. Друга верзија на претставата за притисок - во атмосфери (банкомат). Оваа единица е дефинирана како притисок на атмосферата на Земјата на ниво на море. Притисокот во 1 атмосфера е 101,325 pa.
Температурата на идеалниот гас се зголемува со зголемување на обемот и се намалува со намалување на волуменот. Овој однос се нарекува закон за Чарлс, со името на Жак Чарлс. Математички евиденција на Законот: k = v / t, каде што k е константа на соодносот помеѓу обемот и температурата, V повторно претставува обем на гас, а т е неговата температура.
Температурата на гас во овие равенки е дадена во степени на Келвин, може да се најде, додавајќи 273 на бројот на Целзиусови степени на температура на гас.
Овие две односи може да се комбинираат во една равенка: k = pv / t, која исто така може да биде напишана како pv = kt.

Сликата со наслов Пресметајте го делумен притисок чекор 2

2. Го одредува бројот на гасови. Гасот има маса и волумен. Волуменот обично се мери во литри (L), но постојат две варијанти на масовното броење.

Обично масата се мери во грамови или, ако е доволно голема, во килограми.

Бидејќи гасовите обично тежат многу малку, нивната маса се пресметува и во посебна единица на мерење, наречена молекуларна тежина или моларна маса. Моларната маса е дефинирана како збир на атомските тежини на сите атоми во гасовитата супстанција, секој атом се споредува со маса на јаглерод (12)

Бидејќи атомите и молекулите се премногу мали за да работат со нив директно, износот на гас се одредува во молови. Бројот на молови во овој гас може да се најде со делење на масата на моларната маса, вредноста е забележана со буквата n.

Ние можеме да ја замениме констанцата КНТАНТ во бројот на гасната равенка N, износот на крт (МОЛ), и внесете нова константа. Потоа равенката ќе биде снимена во форма на NR = PV / T или PV = NRT.

Вредноста r зависи од единиците во кои се мери притисокот на гасот, волуменот и температурата. За волумен во литри, температурата во Келвин и притисок во атмосферата, вредноста е 0.0821 L ATM / K. Ова може да биде напишано како 0.0821 литри банкомат, за да се избегне користење на функцијата за одвојување кога наведува единици на мерење.

Сликата со наслов Пресметајте го делумниот притисок чекор 3

3. Разбирање на Законот на Далтон за делумен притисок. Законот, отворен хемичар и физичар Џон Далтон, кој првпат сугерираше дека хемиските елементи се состојат од индивидуални атоми, гласи: вкупниот притисок на мешавината на гас е еднаков на висината на притисоците на секој гас во смесата.

Законот на Далтон може да биде снимен во оваа форма: стр_{Генерал} = П_Еден + Р₂ + Р₃ ... со толку многу услови по знакот на еднаквост, што е бројот на гасови во смесата.

Равенката на правото на Далтон може да се прошири кога работи со гасови чиј индивидуален притисок е непознат, но за кој се познати температурата и волуменот. Делумниот гас притисок е ист како и за еднаков волумен на гас кој целосно го зафаќа распределениот волумен.

За секој парцијален притисок, можеме да ја преработиме равенката на совршен гас. Наместо PV = NRT, можеме само да го напуштиме P во левата страна пред знакот на еднаквост. За да го направите ова, двата дела од равенката мора да бидат поделени во V: PV / V = NRT / V. Два V лево сече, останува p = nrt / v.

Потоа, за секој P на десната страна, можеме да ја замениме замена, приложување на равенката на делумен притисок: стр_{Генерал} = (Nrt / b) _Еден + (NRT / B) ₂ + (NRT / B) ₃ ..

Дел 2 од 3:

Броење парцијално, потоа општ притисок

Сликата со наслов Пресметајте го делумниот притисок чекор 4

Еден. Одредување на равенката на парцијален притисок за гасови со кои работите. За пресметковни цели, ние земаме пример: 2 литри во најголемиот дел содржи 2 гас, азот (n₂), кислород (О₂) и јаглерод диоксид, јаглерод диоксид (ко₂). Секој гас - 10 g, температурата на секој гас во колбата е 37 Целзиусови степени. Неопходно е да се најде делумен притисок на секој гас и вкупниот притисок на мешавината на гасови до контејнерот.

Нашата девизна равенка ќе изгледа вака: стр_Вкупно = П_Азот + Р_Oksigen + Р_{Јаглерод диоксид}.
Бидејќи ние се обидуваме да најдеме притисок што го има секој од гасовите, го знаеме обемот и температурата и можеме да го најдеме бројот на молови на секој гас, врз основа на масата на материјата, можеме да ја преработиме равенката во следната форма: P_{Генерал} = (Nrt / b) _Азот + (NRT / V) _Oksigen + (NRT / V) _{Јаглерод диоксид}

Сликата со наслов Пресметајте го делумен притисок чекор 5

2. Движете ја температурата до степени Kelvin. Температурата на Целзиус е 37 степени, така што ќе додадеме 273 до 37 и ќе добиеме 310 степени K.

Сликата со наслов Пресметајте го делумен притисок чекор 6

3. Пронајдете го бројот на молови на секој гас во примерокот. Бројот на гасни молови е еднаков на масата на гас поделен со неговата моларна маса, која, како што е веќе споменато, е еднаква на збирот на тежините на сите атоми во составот.

За нашиот прв гас, азот (n₂), секој атом има атомска тежина 14. Бидејќи азот содржи два атома (се состои од дијатомски молекули), ние мора да се размножуваме 14 од 2 за да ја пронајдеме моларната маса на азот, таа е еднаква на 28. Потоа ја делиме масата во грамови, 10 g, на 28 за да го добиеме бројот на молови што е околу 0,4 мол.

На вториот гас, кислород (О₂), масата на секој атом е еднаква на 16. Oxigen, исто така, Dhokatom гас, па ние се размножуваат 16 од 2 и добијте моларна маса еднаква на 32. Делење 10 g до 32, добиваме околу 0,3 Mol Oxigen како дел од примерокот од мешавина од гасови.

Трет гас, јаглерод диоксид (ко₂), се состои од 3 атоми: еден јаглероден атом со атомска тежина од 12 и два атоми на кислород, секој со атомска тежина 16. Ги свикуваме сите три тежини: 12 + 16 + 16 = 44 е моларната маса. Делење 10 g на 44, добиваме околу 0,2 молитвен јаглерод диоксид.

Сликата со наслов Пресметајте го делумен притисок чекор 7

Четири. Подложни вредности за молови, волумен и температура. Нашата равенка ќе изгледа вака: стр_{Генерал} = (0.4 * r * 310/2) _Азот + (0.3 * r * 310/2) _Oksigen + (0.2 * r * 310/2) _{Јаглерод диоксид}.

За едноставност, оставивме тековни мерни единици. Овие единици ќе заминат по математичките компјутери, а само оние кои учествуваат во дефинирањето на притисокот ќе останат.

Сликата со наслов Пресметајте го првиот притисок чекор 8

Пет. Подлози вредноста на постојаната r. Ние ќе укажеме на делумниот и општ притисок во атмосферите, бидејќи ја користиме вредноста на R, еднаква на 0.0821 литри банкомат / к мол. Заменот на оваа вредност во равенката ни дава П_{Генерал} = (0.4 * 0.0821 * 310/2) _Азот + (0.3 * 0.0821 * 310/2) _Oksigen + (0.2 * 0.0821 * 310/2) _{Јаглерод диоксид}.

Сликата со наслов Пресметајте го делумен притисок чекор 9

6. Пресметајте го делумниот притисок на секој гас. Сега сите вредности се во сила, време е да се оди на математички пресметки.

За да го пронајдете делумниот притисок на делумниот азот, размножете 0,4 MOL на нашата константна 0.0821 и температура од 310 степени K, потоа поделени со 2 литри: 0,4 * 0.0821 * 310/2 = 5.0921 * 310/2 = 5,09 ATM, приближно.

За да се добие делумен притисок на кислород, множете се 0,3 Mol на константна 0.0821 и температура од 310 степени K, потоа одделени со 2 литри: 0,3 * 0.0821 * 310/2 = 3,82 банкомат, приближно.

Да се најде делумен притисок на јаглерод со диоксид, размножи 0.2 Mol на константна 0.0821 и температура од 310 степени К, а потоа поделени со 2 литри: 0,2 * 0.0821 * 310/2 = 2,54 банкомат, приближно.

Сега ги положи резултатите вредности на притисокот и пронајдете општ притисок: стр_{Генерал} = 5.09 + 3.82 + 2.54, или 11.45 банкомат, приближно.

Дел 3 од 3:

Пресметка на општо, потоа парцијален притисок

Сликата со наслов Пресметајте го делумниот притисок чекор 10

Еден. Го одредува делумниот притисок, како и порано. Повторно, земете пример за колба за 2 литри со три гасови: азот (n₂), кислород (О₂) и јаглерод диоксид (ко₂). Имаме 10 g на секој гас, температурата на секој гас во колбата е 37 ° C.

Температурата во Келвин ќе биде иста, 310 степени, како и досега, ќе имаме околу 0,4 крт азот, 0,3 крт оксиген и 0,2 мол-јаглероден диоксид.
Ние исто така ќе укажуваме на притисок во атмосферите, па затоа ќе користиме вредност од 0.0821 литри банкомат / к мол за константа.
Така, нашата девизна равенка во моментов изгледа исто како и порано: P_{Генерал} = (0.4 * 0.0821 * 310/2) _Азот + (0.3 * 0.0821 * 310/2) _Oksigen + (0.2 * 0.0821 * 310/2) _{Јаглерод диоксид}.

Сликата со наслов Пресметајте го првиот парцијален притисок

2. Преклопете го бројот на молови на секој гас во примерокот за да го пронајдете вкупниот број на молови во мешавината на гасовите. Бидејќи обемот и температурата е ист за сите гасови, а да не го споменуваме фактот дека секоја моларна маса се множи со истата константа, можеме да ја користиме дистрибутивната сопственост на множење и да ја преработиме равенката во следната форма: P_{Генерал} = (0.4 + 0.3 + 0.2) * 0.0821 * 310/2.

Прекинуваме 0,4 + 0.3 + 0.2 = 0.9 Мол на гасови. Ова ќе го поедностави нашиот израз на стр_{Генерал} = 0, i * 0,0821 * 310/2.

Сликата со наслов Пресметајте го делумниот притисок чекор 12

3. Пронајдете го вкупниот притисок на мешавината. Умножете 0,9 * 0.0821 * 310/2 = 11,45 mol, приближно.

Сликата со наслов Пресметајте го делумниот притисок чекор 13

Четири. Пронајдете го процентот на секој гас во мешавината. За да го направите ова, поделете го бројот на молови на секој гас за вкупниот број на молови во мешавината.

Имаме 0,4 mol азот, бидејќи 0,4 / 0,9 = 0,44 (44 проценти) во примерокот, приближно.

Имаме 0,3 mol кислород, бидејќи 0,3 / 0,9 = 0,33 (33 проценти) во примерокот, приближно.

Имаме 0,2 mol јаглероден диоксид, бидејќи 0,2 / 0,9 = 0,22 (22 проценти) во примерокот, приближно.

Иако пресметките над збирот на приближни вредности во проценти дава само 0,99, точните вредности се периодични, па износот всушност ќе биде еднаков на повторувачките nines по запирката. По дефиниција, ова е исто како и 1 или 100 проценти.

Сликата насловена како пресметан парцијален притисок чекор 14

Пет. Умножете го пропорционалниот износ на секој гас за општ притисок за да пронајдете делумен притисок.

Множете 0,44 * 11,45 = 5,04 банкомат, приближно.

Умножете 0,33 * 11.45 = 3,78 банкомат, приближно.

Умножете 0,22 * 11.45 = 2,52 банкомат, приближно.

Совети

Ќе забележите мала разлика во вредностите при пресметување на првиот парцијален притисок, а потоа воопшто, и кога сметате прво воопшто, а потоа и делумен притисок. Запомнете дека вредностите се дадени приближно затоа што се заокружени на 1 или 2 знаци по запирка за едноставност на броење и разбирање. Ако работите со пресметки без заокружување, ќе забележите или помала разлика помеѓу вредностите или воопшто да го забележите.

Предупредувања

Познавањето на делумен притисок на гасовите може да биде прашање на живот и смрт за нуркачи. Премногу низок парцијален притисок на кислород може да доведе до несвесна состојба или смрт, но премногу висок парцијален притисок на азот или кислород, исто така, може да доведе до труење.

Ќе ви требаат

Калкулатор
Прирачник за атомски тежини / моларните маси