Kako izračunati djelomični pritisak: 14 koraka

U hemiji "djelomični pritisak" odnose se na pritisak koji ima zasebnu komponentu iz plinske mješavine vanjskog okruženja, na primjer, na tikvici, cilindra ili atmosferi. Možete izračunati pritisak svakog plina, ako znate njegovu količinu, koji iznos je potrebno i koja je njena temperatura. Tada možete preklopiti djelomični pritisak i pronaći ukupni djelomični tlak mješavine plinova ili u početku pronaći opći pritisak, a zatim djelomično.

Korake

Dio 1 od 3:

Razumijevanje svojstava gasova

Slika pod nazivom Izračunajte djelomični pritisak korak 1

jedan. Uzmi svaki plin kao "savršen". U hemiji "savršen plin" - onaj koji djeluje sa drugim tvarima bez ulaska u povezivanje. Odvojeni molekuli mogu se suočiti jedni s drugima i gurati kuglice za bilijar, bez deformiranja.

Pritisak savršenog plina povećava se, ako se postavi u manju volumen, i smanjuje se ako je plin u većem volumenu. Taj odnos se naziva zakon Boyl Mariotta, imenovanih naučnici Robert Boyle i Edma Mariotta. Matematički zapis zakona: K = P X V ili, pojednostavljen, K = PV, gdje K predstavlja vezu konstantu, P - pritisak i V - zapreminu.
Pritisak se može odrediti u nekoliko različitih jedinica. Jedan od njih, Pascal (PA), definiran je kao sila u 1 Newton, pričvršćena na kvadrat na 1 kvadratnom metru. Još jedna verzija reprezentacije pritiska - u atmosferi (bankomat). Ova jedinica definirana je kao pritisak zemaljske atmosfere na razini mora. Pritisak u 1 atmosferi je 101.325 pa.
Temperatura idealnog plina povećava se s povećanjem glasnoće i smanjuje se smanjenjem zapremine. Taj se odnos naziva Charles zakonom, po imenu Jacques Charles. Matematički zapis zakona: k = v / t, gdje je k konstanta odnosa između volumena i temperature, v opet predstavlja jačinu plina, a t je njegova temperatura.
Temperatura plina u ovim jednadžbama dat je u stupnjevima Kelvina, može se naći, dodajući 273 na broj stepena Celzijusa na temperaturi plina.
Ova dva odnosa mogu se kombinirati u jednu jednadžbu: k = pv / t, koji se također može napisati kao PV = kt.

Slika pod nazivom Izračunajte djelomični pritisak korak 2

2. Odredite broj gasova. Plin ima masu i zapreminu. Glasnoća se obično mjeri u litarima (L), ali postoje dvije varijante masovnog brojanja.

Obično se masa mjeri u gramima ili, ako je dovoljno velika, u kilogramima.

Budući da plinovi obično vagaju vrlo malo, njihova masa izračunava se i u zasebnom mernom mernu, nazvanu molekularnu težinu ili molarna masa. Molarna masa definirana je kao zbroj atomskih težina svih atoma u plinovitoj tvari, svaki atom se uspoređuje s masom ugljika (12)

Budući da su atomi i molekuli premali da rade direktno sa njima, količina plina određuje se u molu. Broj molova u ovom plinu može se naći podijeliti mase na molarni masu, vrijednost je primijećena slovom n.

Možemo zamijeniti stalnu k konstanta u broju jednadžbi na plin n, količinu krtice (MOL) i unesite novu konstantu r. Tada će jednadžba biti zabilježena u obliku NR = PV / T ili PV = NRT.

Vrijednost R ovisi o jedinicama u kojima se mjere pritisak, jačinu i temperaturu plina. Za jačinu litara, temperaturu u Kelvinu i pritisak u atmosferama, vrijednost je 0,0821 l bankomat / k. To se može napisati kao 0,0821 litara bankomata, kako bi se izbjeglo korištenje funkcije odvajanja prilikom određivanja mjernih jedinica.

Slika pod nazivom Izračunajte djelomični pritisak Korak 3

3. Razumijevanje Daltona Zakona o djelomičnom pritisku. Zakon, otvoreni hemičar i fizičar John Dalton, koji je prvi put sugerirao da se hemijski elementi sastoje od pojedinih atoma, glasi: ukupni pritisak plinske smjese jednak je količini pritisaka svakog plina u smjesi.

Daltonov zakon može se zabilježiti u ovom obrascu: P_Opći = P_jedan + P₂ + P₃ ... sa toliko mandata nakon znaka ravnopravnosti, koji je broj gasova u smjesi.

Jednadžba Daltona Zakona može se proširiti kod rada sa gasovima, čiji je pojedinačni pritisak nepoznat, već za koji su temperaturu i jačinu poznate. Djelomični tlak plina isti je kao i za jednak zapreminu plina koji u potpunosti zauzima dodijeljeni volumen.

Za svaki djelomični pritisak možemo prepisati jednadžbu savršenog plina. Umjesto PV = NRT, možemo ostaviti samo P na lijevoj strani prije znaka ravnopravnosti. Da biste to učinili, oba dijela jednadžbe moraju se podijeliti u V: PV / V = NRT / V. Dva v lijeva rez, ostaje p = nrt / v.

Zatim, za svaki P sa desne strane možemo zamijeniti zamjenu, prilogu jednadžbi djelomičnog pritiska: P_Opći = (NRT / V) _jedan + (NRT / V) ₂ + (NRT / V) ₃ ..

Dio 2 od 3:

Brojanje djelomičnog, zatim opći pritisak

Slika pod nazivom Izračunajte djelomični pritisak Korak 4

jedan. Odredite jednadžbu djelomičnog pritiska za plinove s kojima radite. Za računarske svrhe, uzimamo primjer: 2 litra u rasutom stanju sadrži 2 plina, azot (n₂), kisik (o₂) i ugljični dioksid, ugljični dioksid (CO₂). Svaki plin - 10 g, temperatura svakog plina u tikvici je 37 stepeni Celzijusa. Potrebno je pronaći djelomični pritisak svakog plina i ukupnog pritiska smjese gasova u posudu.

Naša djelomična jednadžba tlaka izgledat će ovako: P_Ukupno = P_Nitrogen + P_Oksigen + P_{Ugljen-dioksid}.
Budući da pokušavamo pronaći pritisak koji svaki od gasova ima, znamo jačinu i temperaturu i možemo pronaći broj molova svakog plina, na osnovu mase materije, možemo prepisati jednadžbu u sljedećem obrascu: P_Opći = (NRT / V) _Nitrogen + (NRT / V) _Oksigen + (NRT / V) _{Ugljen-dioksid}

Slika pod nazivom Izračunajte djelomični pritisak Korak 5

2. Pomaknite temperaturu na stepene Kelvin. Celzijusova temperatura je 37 stepeni, pa ćemo dodati 273 na 37 i dobivamo 310 stepeni K.

Slika pod nazivom Izračunajte djelomični pritisak Korak 6

3. Pronađite broj molova svakog plina u uzorku. Broj plinskih molova jednak je masi plina podijeljen svojim molarskim masom, koji je, kao što je već spomenut, jednak zbroj težina svih atoma u kompoziciji.

Za naš prvi plin, azot (n₂), svaki atom ima atomsku težinu 14. Budući da azot sadrži dva atoma (sastoji se od diatomičkih molekula), moramo umnožiti 14 sa 2 da bismo pronašli molarna masa dušika, jednaka je 28. Zatim podijelimo masu u gramama, 10 g, 28 da biste dobili broj molova koji je približno 0,4 mol.

Na drugom plinu, kisik (o₂), masa svakog atoma jednaka je 16. Oksigen takođe Dhokatom gas, pa se pomnožili 16 do 2 i dobijamo molarnu masu jednaku 32. Dijeljenje 10 g za 32, dobivamo oko 0,3 mol oksigen kao dio uzorka mješavine gasova.

Treći plin, ugljični dioksid (CO₂), sastoji se od 3 atoma: jedan ugljeni atom sa atomskom težinom od 12 i dva atoma kisika, svaki sa atomskom težinom 16. Sklonimo sva tri težina: 12 + 16 + 16 = 44 je moljarska masa. Dijeljenje 10 g po 44, dobivamo oko 0,2 molite dioksidni ugljik.

Slika pod nazivom Izračunajte djelomični pritisak korak 7

4. Dogovor vrijednosti molova, jačine i temperature. Naša jednadžba će izgledati ovako: P_Opći = (0,4 * r * 310/2) _Nitrogen + (0,3 * R * 310/2) _Oksigen + (0,2 * r * 310/2) _{Ugljen-dioksid}.

Za jednostavnost su nam ostavili trenutne mjerne jedinice. Ove će jedinice otići nakon matematičkog računanja, a ostat će samo one koje sudjeluju u definiciji tlaka.

Slika pod nazivom Izračunajte djelomični pritisak Korak 8

pet. Podnesku vrijednost konstante r. Ukazivat ćemo djelomični i opći pritisak u atmosferama, jer koristimo vrijednost R, jednaka 0,0821 litara bankomata / K mol. Zamjena ove vrijednosti u jednadžbi daje nam p_Opći = (0,4 * 0,0821 * 310/2) _Nitrogen + (0,3 * 0,0821 * 310/2) _Oksigen + (0,2 * 0,0821 * 310/2) _{Ugljen-dioksid}.

Slika pod nazivom Izračunajte djelomični pritisak korak 9

6. Izračunati djelomični pritisak svakog plina. Sada su sve vrijednosti na snazi, vrijeme je da odete na matematičke proračune.

Da biste pronašli djelomični partijski pritisak dušika, pomnožite 0,4 mol na našoj konstanci 0,0821 i temperaturu od 310 stepeni K, zatim podijeljene sa 2 litre: 0,4 * 0,0821 * 310/2 = 5,09 bankomata, otprilike.

Da biste dobili djelomični pritisak kisika, pomnožite 0,3 mol po konstantnim 0.0821 i temperaturu od 310 stepeni K, zatim odvojene za 2 litre: 0,3 * 0,0821 * 310/2 = 3,82 bankomat, otprilike.

Da biste pronašli djelomični pritisak ugljika dioksida, pomnožite 0,2 mol po konstanci 0,0821 i temperaturu od 310 stepeni K, zatim podijeljena sa 2 litre: 0,2 * 0,0821 * 310/2 = 2,54 bankomat, otprilike.

Sada položite rezultirajuće vrijednosti tlaka i pronađite opći pritisak: p_Opći = 5.09 + 3,82 + 2,54 ili 11,45 bankomata, otprilike.

Dio 3 od 3:

Izračun opšteg, zatim djelomičnog pritiska

Slika pod nazivom Izračunajte djelomični pritisak Korak 10

jedan. Odredite djelomični pritisak, kao i prije. Ponovo, uzmite primjer tikvice za 2 litre sa tri gasova: azot (n₂), kisik (o₂) i ugljični dioksid (CO₂). Imamo 10 g svakog plina, temperatura svakog plina u tikvici je 37 ° C.

Temperatura u Kelvinu bit će ista, 310 stepeni, kao prije, imat ćemo oko 0,4 krtica, 0,3 krtica oksigen i 0,2 mol ugljičnog dioksida.
Također ćemo ukazivati na pritisak u atmosferama, stoga ćemo koristiti vrijednost od 0,0821 litara bankomata / k mol za konstanta r.
Dakle, naša djelomična jednadžba tlaka trenutno izgleda isto kao i prije: P_Opći = (0,4 * 0,0821 * 310/2) _Nitrogen + (0,3 * 0,0821 * 310/2) _Oksigen + (0,2 * 0,0821 * 310/2) _{Ugljen-dioksid}.

Slika pod nazivom Izračunajte djelomični pritisak korak 11

2. Preklopite broj molova svakog plina u uzorku da biste pronašli ukupan broj molova u smjesi gasova. Budući da su jačinu i temperatura isti za sve plinove, a ne spominjati činjenicu da se svaka molarska masa pomnožena s istom konstantnom, možemo koristiti distributivu svojstvo umnožavanja i prepisati jednadžbu u sljedećem obrascu: P_Opći = (0,4 + 0,3 + 0,2) * 0,0821 * 310/2.

Preklopimo 0,4 + 0,3 + 0,2 = 0,9 mol gasova. Ovo će pojednostaviti naš izraz p_Opći = 0,9 * 0,0821 * 310/2.

Slika pod nazivom Izračunajte djelomični pritisak Korak 12

3. Pronađite ukupni pritisak na plin. Pomnožite 0,9 * 0,0821 * 310/2 = 11,45 MOL, približno.

Slika pod nazivom Izračunajte djelomični pritisak Korak 13

4. Pronađite udio svakog plina u smjesi. Da biste to učinili, podijelite broj molova svakog plina za ukupan broj molova u smjesi.

Imamo 0,4 mol azot, jer 0,4 / 0,9 = 0,44 (44 posto) u uzorku, otprilike.

Imamo 0,3 mol kisik, jer 0,3 / 0,9 = 0,33 (33 posto) u uzorku, otprilike.

Imamo 0,2 mol ugljičnog dioksida, jer 0,2 / 0,9 = 0,22 (22 posto) u uzorku, otprilike.

Iako izračuni iznad zbroja približnih vrijednosti u postocima daje samo 0,99, tačne vrijednosti su periodične, pa će iznos zapravo biti jednak ponavljajućim ninjskim nincima nakon zareza. Po definiciji, to je isto kao i 1 ili 100 posto.

Slika pod nazivom Izračunajte djelomični pritisak korak 14

pet. Pomnožite proporcionalnu količinu svakog plina za opći pritisak da biste pronašli djelomični pritisak.

Pomnožite 0,44 * 11,45 = 5,04 bankomata, približno.

Pomnožite 0,33 * 11,45 = 3,78 bankomata, otprilike.

Pomnožite 0,22 * 11,45 = 2,52 bankomat, otprilike.

Savjeti

Primjetit ćete malu razliku u vrijednostima prilikom izračunavanja prvog djelomičnog tlaka, a zatim uopšte, i kada se prvo računate uopšte, a zatim djelomični pritisak. Imajte na umu da se vrijednosti daju otprilike jer su zaokružene na 1 ili 2 znaka nakon zareza za jednostavnost brojanja i razumijevanja. Ako sami obavljate izračune bez zaokruživanja, primijetit ćete ili manju razliku između vrijednosti ili ga uopće ne primijetite.

Upozorenja

Poznavanje djelomičnog pritiska gasova može biti stvar života i smrti roniocama. Previzak djelomični tlak kisika može dovesti do nesvjesnog stanja ili smrti, ali previsok djelomični pritisak dušika ili kisika također može dovesti do trovanja.

Trebat će ti

Kalkulator
Priručnik za atomske utege / molarne mase