Gasgemische und Partialdrücke
Gasgemische und Partialdrücke
Wie gehen wir mit Gasen aus einer Mischung aus zwei oder mehreren verschiedenen Substanzen zusammengesetzt?
John Dalton (1766-1844) - (gab uns Daltons Atomtheorie)
Der Gesamtdruck eines Gemisches aus Gasen ist gleich der Summe der Drücke, dass jeder ausüben würde, wenn es allein vorhanden waren
Der Partialdruck eines Gases:
- Der Druck, der von einer bestimmten Komponente aus einer Mischung von Gasen ausgeübt
Daltons Gesetz der Partialdrücke:
- Pt ist der Gesamtdruck von einer Probe, die eine Mischung von Gasen enthält
- P1. P2. P3. etc. sind die Partialdrücke der Gase in der Mischung
Wenn jedes der Gase unabhängig von den anderen verhält, dann können wir das ideale Gasgesetz für jede Gaskomponente in der Probe anwenden:
- Für die erste Komponente, n1 = die Anzahl der Mole der Komponente # 1 in der Probe
- Der Druck aufgrund Komponente # 1 wäre:
- Für die zweite Komponente, n2 = die Anzahl der Mole der Komponente # 2 in der Probe
- Der Druck aufgrund Komponente # 2 wäre:
Und so weiter für alle Komponenten. Daher wird der Gesamtdruck Pt gleich sein:
- Alle Komponenten die gleiche Temperatur, T. und Volumen V. deshalb teilen, der Gesamtdruck Pt wird sein:
- Da die Summe der Anzahl der Mole jeder Komponente Gas ist gleich die Gesamtzahl der Mole von Gasmolekülen in der Probe:
Bei konstanter Temperatur und Volumen der Gesamtdruck einer Gasprobe wird durch die Gesamtzahl der Mole an vorhandenem Gas bestimmt, ob diese eine einzelne Substanz darstellt, oder eine Mischung
Ein gasförmiges Gemisch aus 10 g Sauerstoff und 5 g von Methan hergestellt wird, in einem 10-L Gefäß bei 25 ° C gegeben. Was ist der Partialdruck jedes Gases, und was ist der Gesamtdruck im Behälter?
(10 g O2) (1 mol / 32 g) = 0.313 mol O2
(10 g CH4) (1 mol / 16 g) = 0.616 mol CH4
Partialdrücke und Molanteile
Das Verhältnis des Partialdrucks einer Komponente eines Gases zum Gesamtdruck beträgt:
- Der Wert (n1 / nt) die Molfraktion des Bestandteils Gas bezeichnet
- Der Molenbruch (X) ein Komponentengas ist eine dimensionslose Zahl, die das Verhältnis der Anzahl von Molen einer Komponente auf die Gesamtzahl der Mole des Gases in der Probe exprimiert
Das Verhältnis des Partialdrucks zum Gesamtdruck ist gleich dem Molenbruch der Komponente Gas
- Die obige Gleichung kann zu geben, neu geordnet werden:
Der Partialdruck eines Gases ist gleich seinem Molenbruch mal der Gesamtdruck
a) ein synthetisches Atmosphäre wird durch Mischen von 2 Mol-Prozent CO2 erzeugt. 20 Molprozent O2 und 78 Mol-Prozent N2. Wenn der Gesamtdruck 750 Torr, die Berechnung der Partialdruck der Sauerstoffkomponente.
Molenbruch von Sauerstoff (20/100) = 0,2
Daher Sauerstoff-Partialdruck = (0,2) (750 Torr) = 150 torr
b) Wenn 25 Liter dieser Atmosphäre bei 37 ° C, hergestellt werden müssen, wie viele Mol O2 werden benötigt?
PO2 = 150 Torr (1 atm / 760 Torr) = 0,197 atm
R = 0,0821 atm L / mol K
n = (PV) / (RT) = (0,197 atm * 25 L) / (0,0821 atm L / mol K * 310K)