Ideales Gas Beispiel Problem: Partialdruck

In jeder Mischung von Gasen, übt jede Komponente Gas aus ein Partialdruck das trägt zur Summe bei Druck. Normalerweise Temperaturen und Druck können Sie das ideale Gasgesetz anwenden, um den Partialdruck jedes Gases zu berechnen.

Beginnen wir mit der Überprüfung des Konzepts des Partialdrucks. In einem Gasgemisch ist der Partialdruck jedes Gases der Druck, den das Gas ausüben würde, wenn es das einzige wäre, das dieses Raumvolumen einnimmt. Wenn Sie den Partialdruck jedes Gases in einem Gemisch addieren, ist der Wert der Gesamtdruck des Gases. Das Gesetz zur Ermittlung des Partialdrucks geht davon aus, dass die Temperatur des Systems konstant ist und sich das Gas wie folgt als ideales Gas verhält das ideale Gasgesetz:

PV = nRT

wobei P der Druck ist, V das Volumen ist, n die Zahl ist von Maulwürfen, R ist die Gaskonstanteund T ist die Temperatur.

Der Gesamtdruck ist dann die Summe aller Partialdrücke der Komponentengase. Zum n Bestandteile eines Gases:

P._gesamt = P.₁ + P.₂ + P.₃ +... P._n

Wenn dies so geschrieben wird, wird diese Variation des idealen Gasgesetzes genannt Daltons Partialdruckgesetz. Das Gesetz kann umgeschrieben werden, um Mol Gas und Gesamtdruck mit Partialdruck in Beziehung zu setzen:

P._x = P._gesamt (n / n_gesamt)

Partialdruckfrage

Ein Ballon enthält 0,1 Mol Sauerstoff und 0,4 Mol Stickstoff. Wenn der Ballon ist bei Standardtemperatur und -druck, Was ist der Partialdruck des Stickstoffs?

Lösung

Partialdruck wird gefunden durch Daltons Gesetz:

P._x = P._Gesamt (n_x / n_Gesamt )

wo
P._x = Partialdruck des Gases x
P._Gesamt = Gesamtdruck aller Gase
n_x = Anzahl der Mol Gas x
n_Gesamt = Molzahl aller Gase

Schritt 1

Finden Sie P._Gesamt

Obwohl das Problem den Druck nicht explizit angibt, sagt es Ihnen, dass sich der Ballon befindet Standardtemperatur und -druck. Der Standarddruck beträgt 1 atm.

Schritt 2

Addieren Sie die Molzahl der Komponentengase, um n zu finden_Gesamt

n_Gesamt = n_Sauerstoff + n_Stickstoff-
n_Gesamt = 0,1 Mol + 0,4 Mol
n_Gesamt = 0,5 mol

Schritt 3

Jetzt haben Sie alle Informationen, die Sie benötigen, um die Werte in die Gleichung einzufügen und nach P zu lösen_Stickstoff-

P._Stickstoff- = P._Gesamt (n_Stickstoff- / n_Gesamt )
P._Stickstoff- = 1 atm (0,4 mol / 0,5 mol)
P._Stickstoff- = 0,8 atm

Antworten

Der Partialdruck des Stickstoffs beträgt 0,8 atm.

• Achten Sie darauf, Ihre Einheiten korrekt zu melden! Wenn Sie irgendeine Form des idealen Gasgesetzes verwenden, haben Sie es normalerweise mit Masse in Mol, Temperatur in Kelvin, Volumen in Litern und Druck in Atmosphären zu tun. Wenn Sie Temperaturen in Celsius oder Fahrenheit haben, rechnen Sie diese in Kelvin um, bevor Sie fortfahren.
• Denken Sie daran, dass echte Gase keine idealen Gase sind. Obwohl die Berechnung unter normalen Bedingungen nur sehr geringe Fehler aufweist, ist sie nicht genau der wahre Wert. In den meisten Situationen ist der Fehler vernachlässigbar. Der Fehler steigt mit zunehmendem Druck und steigender Temperatur eines Gases, da die Partikel häufiger miteinander interagieren.