Ideal Gas Exempel Problem: Partiellt tryck

I vilken blandning som helst av gaser, varje komponentgas utövar ett partiellt tryck som bidrar till det totala tryck. Vanligt temperaturer och tryck, kan du tillämpa den ideala gaslagen för att beräkna deltrycket för varje gas.

Låt oss börja med att gå igenom begreppet partiellt tryck. I en blandning av gaser är deltrycket för varje gas trycket som gasen skulle utöva om det var den enda som upptar den volym av rymden. Om du lägger till deltrycket för varje gas i en blandning är värdet det totala trycket på gasen. Lagen som används för att hitta partiellt tryck förutsätter att temperaturen i systemet är konstant och gasen uppträder som en idealisk gas efterföljande den ideala gaslagen:

PV = nRT

där P är tryck, V är volym, n är antalet av mol, R är gasens konstantoch T är temperatur.

Det totala trycket är sedan summan av alla deltryck på komponentgaserna. För n komponenter i en gas:

P_total = P₁ + P₂ + P₃ +... P_n

När den skrivs på detta sätt kallas denna variation av Ideal Gas Law

P_x = P_total (n / n_total)

Partiell tryckfråga

En ballong innehåller 0,1 mol syre och 0,4 mol kväve. Om ballongen är det vid standardtemperatur och tryck, vad är kvävets deltryck?

Lösning

Partiellt tryck hittas av Daltons lag:

P_x = P_Total (n_x / n_Total )

var
P_x = partiellt tryck av gas x
P_Total = totalt tryck för alla gaser
n_x = antal mol gas x
n_Total = antal mol i alla gaser

Steg 1

Hitta P_Total

Även om problemet inte uttryckligen anger trycket, säger det att ballongen är vid standardtemperatur och tryck. Standardtrycket är 1 atm.

Steg 2

Lägg till antalet mol av komponentgaserna för att hitta n_Total

n_Total = n_syre + n_kväve
n_Total = 0,1 mol + 0,4 mol
n_Total = 0,5 mol

Steg 3

Nu har du all information som behövs för att ansluta värdena till ekvationen och lösa för P_kväve

P_kväve = P_Total (n_kväve / n_Total )
P_kväve = 1 atm (0,4 mol / 0,5 mol)
P_kväve = 0,8 atm

Svar

Kvävets deltryck är 0,8 atm.

• Var noga med att rapportera dina enheter korrekt! Typiskt, när du använder någon form av den ideala gaslagen, kommer du att ta itu med massa i mol, temperatur i Kelvin, volym i liter och tryck är i atmosfärer. Om du har temperaturer i Celsius eller Fahrenheit, konvertera dem till Kelvin innan du fortsätter.
• Kom ihåg att verkliga gaser inte är ideala gaser, så även om beräkningen kommer att ha mycket få fel under vanliga förhållanden, kommer det inte att vara exakt det verkliga värdet. I de flesta situationer är felet försumbart. Fel ökar när trycket och temperaturen på en gas ökar eftersom partiklarna interagerar med varandra ofta.