Voorbeeld van ideaal gas Probleem: partiële druk

In elk mengsel van gassen, elk componentgas oefent uit een gedeeltelijke druk dat draagt ​​bij aan het totaal druk. Gewoon temperaturen en druk, kunt u de ideale gaswet toepassen om de partiële druk van elk gas te berekenen.

Laten we beginnen met het herzien van het concept van gedeeltelijke druk. In een mengsel van gassen is de partiële druk van elk gas de druk die gas zou uitoefenen als het de enige was die dat volume ruimte inneemt. Als u de partiële druk van elk gas in een mengsel optelt, is de waarde de totale druk van het gas. De wet die wordt gebruikt om partiële druk te vinden, veronderstelt dat de temperatuur van het systeem constant is en dat het gas zich als een ideaal gas gedraagt de ideale gaswet:

PV = nRT

waar P is druk, V is volume, n is het nummer van moedervlekkenR is de gasconstante, en T is temperatuur.

De totale druk is dan de som van alle partiële drukken van samenstellende gassen. Voor n componenten van een gas:

P_totaal = P₁ + P₂ + P₃ +... P_n

Op deze manier geschreven, wordt deze variatie van de Ideale Gaswet genoemd

P_X = P_totaal (n / n_totaal)

Partiële drukvraag

Een ballon bevat 0,1 mol zuurstof en 0,4 mol stikstof. Als de ballon is bij standaard temperatuur en druk, wat is de partiële druk van de stikstof?

Oplossing

Partiële druk wordt gevonden door De wet van Dalton:

P_X = P_Totaal (n_X / n_Totaal )

waar
P_X = partiële gasdruk x
P_Totaal = totale druk van alle gassen
n_X = aantal mol gas x
n_Totaal = aantal mol van alle gassen

Stap 1

Vind P_Totaal

Hoewel het probleem niet expliciet de druk aangeeft, zegt het wel dat de ballon zich bevindt standaard temperatuur en druk. Standaarddruk is 1 atm.

Stap 2

Tel het aantal mol van de samenstellende gassen bij elkaar op om n te vinden_Totaal

n_Totaal = n_zuurstof + n_stikstof
n_Totaal = 0,1 mol + 0,4 mol
n_Totaal = 0,5 mol

Stap 3

Nu heb je alle informatie die nodig is om de waarden in de vergelijking in te pluggen en op te lossen voor P_stikstof

P_stikstof = P_Totaal (n_stikstof / n_Totaal )
P_stikstof = 1 atm (0,4 mol / 0,5 mol)
P_stikstof = 0,8 atm

Antwoord

De partiële druk van de stikstof is 0,8 atm.

• Zorg ervoor dat u uw eenheden correct rapporteert! Wanneer u een vorm van de ideale gaswet gebruikt, heeft u doorgaans te maken met massa in mol, temperatuur in Kelvin, volume in liter en druk in atmosfeer. Als je temperaturen hebt in Celsius of Fahrenheit, converteer ze dan naar Kelvin voordat je verder gaat.
• Onthoud dat echte gassen geen ideale gassen zijn, dus hoewel de berekening onder normale omstandigheden zeer weinig fouten zal bevatten, zal dit niet precies de werkelijke waarde zijn. In de meeste situaties is de fout te verwaarlozen. De fout neemt toe naarmate de druk en temperatuur van een gas toenemen omdat de deeltjes vaker met elkaar in wisselwerking staan.