Primer idealnega plina Težava: delni tlak

V kateri koli mešanici plinov, vsak sestavni plin deluje delni tlak ki prispeva k skupnemu pritisk. Navadna temperature in tlaka, lahko uporabite zakon o idealnem plinu za izračun delnega tlaka vsakega plina.

Začnimo s pregledom koncepta delnega pritiska. V mešanici plinov je parcialni tlak vsakega plina tlak, ki bi ga izvajal, če bi edini zasedel to prostornino. Če seštejete parcialni tlak vsakega plina v mešanici, bo vrednost skupni tlak plina. Zakon, ki se uporablja za iskanje delnega tlaka, predvideva, da je temperatura sistema konstantna, plin pa se obnaša kot idealen plin zakon o idealnem plinu:

PV = nRT

kjer je P tlak, V volumen, n število molov, R je plinska konstanta, T pa temperatura.

Skupni tlak je potem vsota vseh parcialnih tlakov sestavnih plinov. Za n sestavni deli plina:

P_skupaj = P₁ + P₂ + P₃ +... P_n

Ko je napisano tako, se imenuje ta različica zakona o idealnem plinu Daltonov zakon delnih pritiskov. Ko se izrazimo, lahko zakon na novo napišemo tako, da navezuje molove plina in skupni tlak na delni tlak:

P_x = P_skupaj (n / n_skupaj)

Vprašanje delnega pritiska

Balon vsebuje 0,1 mola kisika in 0,4 mola dušika. Če je balon pri standardni temperaturi in tlaku, kakšen je delni tlak dušika?

Rešitev

Delni tlak se ugotovi s Daltonov zakon:

P_x = P_Skupaj (n_x / n_Skupaj )

kje
P_x = delni tlak plina x
P_Skupaj = skupni tlak vseh plinov
n_x = število molov plina x
n_Skupaj = število molov vseh plinov

Korak 1

Poišči P_Skupaj

Čeprav težava izrecno ne navaja pritiska, pa vam pove, da balon stoji standardna temperatura in tlak. Standardni tlak je 1 atm.

2. korak

Seštejte število molov sestavnih plinov, da bi našli n_Skupaj

n_Skupaj = n_kisik + n_dušik
n_Skupaj = 0,1 mol + 0,4 mol
n_Skupaj = 0,5 mol

3. korak

Zdaj imate vse informacije, ki so potrebne, da vrednosti priključite v enačbo in rešite za P_dušik

P_dušik = P_Skupaj (n_dušik / n_Skupaj )
P_dušik = 1 atm (0,4 mol / 0,5 mol)
P_dušik = 0,8 atm

Odgovor

Delni tlak dušika je 0,8 atm.

• Bodite prepričani, da pravilno prijavite svoje enote! Običajno se pri uporabi katere koli oblike zakona o idealnem plinu ukvarjate z maso v molih, temperaturo v Kelvinu, prostornino v litrih in s pritiskom v atmosferi. Če imate temperature v Celziju ali Fahrenheitu, jih pred nadaljevanjem pretvorite v Kelvin.
• Ne pozabite, da resnični plini niso idealni plini, tako da bo pri izračunu v običajnih pogojih zelo malo napak, to ne bo ravno prava vrednost. V večini primerov je napaka zanemarljiva. Napaka se poveča, ko se tlak in temperatura plina povečujeta, ker delci pogosteje medsebojno delujejo.