Ο νόμος του Dalton για τη μερική πίεση

Βασικές έννοιες του νόμου του Dalton

Το 1801, Άγγλος χημικός Τζον Ντάλτον έκανε παρατηρήσεις για τον ατμό και τον αέρα, που δημοσιεύτηκε το 1802 και τελικά επειδή Νόμος μερικής πίεσης του Ντάλτον . Σε αυτό το σεμινάριο, θα μάθετε τι είναι η μερική πίεση, πώς να βρείτε τη μερική πίεση ενός αερίου και πώς ο νόμος του Ντάλτον τη συσχετίζει με το μοριακό κλάσμα.

Θέματα που καλύπτονται σε άλλα άρθρα

• Τι είναι η πίεση
• Νόμος του Καρόλου
• Νόμος του Avogadro
• Νόμος του Μπόιλ
• Ο νόμος του ιδανικού αερίου
• Η εξίσωση κατάστασης του Van der Waal
• Νόμος του Gay Lussac
• Συνδυασμένος νόμος για τα αέρια

Πολλαπλά αέρια

Σκεφτείτε μια δεξαμενή που περιέχει 1 mol αερίου νέον. Αφήστε την πίεση να είναι 1-ατμόσφαιρα. Τώρα, σκεφτείτε τι θα συνέβαινε αν προσθέσατε άλλο ένα μόριο αερίου νέον.

Από το άρθρο μας για την πίεση, Τι είναι η πίεση , γνωρίζουμε ότι η πίεση προκαλείται από τα σωματίδια αερίου που συγκρούονται στα τοιχώματα του δοχείου. Επειδή ο διπλασιασμός της ποσότητας των μορίων αερίου θα διπλασίαζε την ποσότητα των σωματιδίων αερίου, γνωρίζουμε ότι η προσθήκη αυτού του δεύτερου mol αερίου θα διπλασίαζε την πίεση.

Τώρα, σκεφτείτε τι θα συνέβαινε εάν αντί να προσθέσουμε άλλο ένα mole αερίου νέον, προσθέσαμε ένα mole ηλίου. Η ποσότητα των σωματιδίων σε ένα mole είναι η ίδια ανεξάρτητα από την ουσία, επομένως γνωρίζουμε ότι η ποσότητα των σωματιδίων που προσθέτουμε είναι ίδια με πριν.

Έτσι, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι προσθέτοντας περισσότερο διαφορετικό αέριο, η πίεση της δεξαμενής θα αυξηθεί.

Μερική πίεση

Στη δεξαμενή που περιείχε νέον και ήλιο από πριν, η πίεση θα ήταν 2 ατμόσφαιρες, επειδή η συνολική ποσότητα των γραμμομορίων είναι 2 moles και κάθε mole ασκεί μία ατμόσφαιρα.

Από αυτό το συμπέρασμα, μπορούμε να δούμε ότι η ποσότητα της πίεσης που ασκείται από κάθε είδος αερίου δεν είναι οι 2 πλήρεις ατμόσφαιρες, αλλά αντιθέτως είναι ένα μέρος της συνολικής πίεσης.

Νόμος μερικής πίεσης του Ντάλτον

Ο νόμος του Dalton για τη μερική πίεση δηλώνει ότι το άθροισμα αυτών των τμημάτων αθροίζεται σε ολόκληρη την πίεση του δοχείου - δηλαδή, το άθροισμα των πιέσεων του νέου και του ηλίου από τη δεξαμενή πριν αθροιστούν στη συνολική πίεση της δεξαμενής.

Από αυτό, μπορούμε να δούμε την εξίσωση που προκύπτει:. Αυτή η εξίσωση είναι ο νόμος του Dalton και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της συνολικής πίεσης ενός συστήματος.

Μοριακά κλάσματα και μερική πίεση

Πριν, προσθέταμε σε ίσες ποσότητες αερίου. Τι θα συνέβαινε αν προσθέταμε άνισα τμήματα;

Σκεφτείτε την ίδια δεξαμενή από πριν, εκτός από το ότι αντί για 1 mole αερίου νέον, προσθέσαμε αρχικά 3 moles. Από τον νόμο του Avogadro, γνωρίζουμε ότι η πίεση θα είναι ανάλογη με την ποσότητα των moles, οπότε σε αυτήν την περίπτωση η πίεση του αερίου νέον θα είναι 3 moles.

Στη συνέχεια, προσθέτουμε 1 mol αερίου ηλίου. Τώρα, η συνολική ποσότητα γραμμομορίων αερίου δεν διπλασιάζεται, αλλά αντίθετα αυξάνεται κατά 33%. Εξαιτίας αυτού, υπάρχουν μόνο 33% περισσότερες συγκρούσεις με τα τοιχώματα του δοχείου, και έτσι η πίεση αυξάνεται μόνο κατά 1 atm.

Από αυτό, μπορούμε να δούμε ότι η συνολική πίεση γίνεται 4 atm και τα συνολικά mole γίνονται 4 moles. Μπορούμε να πάρουμε το μοριακό κλάσμα του αερίου ηλίου, και δείτε ότι είναι ίσο με 0,25. Αυτό είναι επίσης το κλάσμα της πίεσης που ασκείται από το αέριο ήλιο.

Εξαιτίας αυτού, η μερική πίεση ενός αερίου μπορεί να προσδιοριστεί από το μοριακό του κλάσμα μέσω της εξίσωσης , όπου είναι το μοριακό κλάσμα του αερίου 1.

Πρόβλημα παραδείγματος νόμου του Dalton

Πώς να βρείτε τη μερική πίεση

Ακολουθεί ένα παράδειγμα για το πώς μπορείτε να λύσετε ένα πρόβλημα σχετικά με τον νόμο του Dalton για τη μερική πίεση και πώς να βρείτε τη μερική πίεση ενός αερίου.

Μια δεξαμενή γεμίζει με 32 g αερίου οξυγόνου και 12 g αερίου ηλίου. Η συνολική πίεση στη δεξαμενή είναι 4 atm. Ποιες είναι οι μερικές πιέσεις του αερίου οξυγόνου και ηλίου;

Αρχικά, προσδιορίστε την ποσότητα των mol του αερίου οξυγόνου και ηλίου.

Στη συνέχεια, προσδιορίστε τα μοριακά κλάσματα τόσο του οξυγόνου όσο και του αερίου ηλίου.

Τέλος, χρησιμοποιήστε το μοριακό κλάσμα για να προσδιορίσετε τη μερική πίεση.