nemuchtorstont.ru

Bereken gedeeltelike druk

In die chemie verwys `gedeeltelike druk` na die druk wat elke gas in `n gasmengsel uitoefen op sy omgewing, soos `n koniese fies, die zuurstoffles van `n duiker of die grens van die atmosfeer. U kan die druk van elke gas in `n mengsel afsonderlik bereken as u weet hoeveel van die gas teenwoordig is, watter volume dit neem en wat die temperatuur is. U kan dan hierdie gedeeltelike druk by die totale druk van die gasmengsel voeg, of u bereken eers die totale druk en bepaal dan die gedeeltelike druk van elke gas.

stappe

Deel 1
Insig in die eienskappe van gasse

Prent getiteld Bereken gedeeltelike druk Stap 1
1
Behandel elke gas as `n `ideale` gas. `N Ideale gas in chemie is `n gas wat met ander gasse wissel sonder om deur hul molekules gelok te word. Individuele molekules kan mekaar tref en soos biljartballe afbons sonder om op enige manier vervorm te word.
  • Die druk van ideale gasse styg wanneer hulle in kleiner ruimtes ingedruk word en verminder wanneer hulle meer ruimte kry. Hierdie verhouding heet Boyle`s Law, vernoem na Robert Boyle. Die vergelyking is k = P x V, of meer algemeen, k = PV, waar k die konstante verhouding is, P is die druk en V is die volume.
  • Druk kan gegee word in een van die moontlike eenhede van meting. Een moontlikheid is die Pascal (Pa), gedefinieer as die krag van een Newton op `n vierkante meter. `N Ander is die atmosfeer (atm.), Gedefinieer as die druk van die atmosfeer op seevlak. `N Druk van 1 atm. is gelyk aan 101.325 Pa.
  • Die temperatuur van `n ideale gas styg of val met die volume van die gas. Hierdie verhouding heet die wet van Charles, vernoem na Jacques Charles. Wiskundig skryf jy dit as k = V / T, waar k die konstante verhouding tussen die volume en die temperatuur is, V die volume is en T is die temperatuur.
  • In hierdie vergelyking word die temperatuur vir gasse aangedui in grade Kelvin, wat u kan omskep deur 273 tot die aantal grade Celsius toe te voeg.
  • Hierdie twee verhoudings kan in `n enkele vergelyking gekombineer word: k = PV / T, wat ook as PV = kT geskryf kan word.
  • Prent getiteld Bereken gedeeltelike druk Stap 2
    2
    Definieer die hoeveelhede waarin die gasse gemeet word. Gasse het beide massa en volume. Volume word gewoonlik in liter (l) gemeet, maar daar is twee tipes massa.
  • Die ooreenkoms is om massa in gram te meet of, indien daar genoeg massa is, in kilogram.
  • As gevolg van die klein massa gasse word hulle ook in `n ander vorm van massa gemeet, naamlik molekulêre massa of molêre massa. Molêre massa word gedefinieer as die som van die atoommassa van elke atoom in die samestelling wat die gas vorm, elke atoom word vergelyk met die waarde van 12 vir koolstof.
  • Omdat atome en molekules te klein is om mee te werk, word `n hoeveelheid gas gedefinieer as die aantal Mol. Die aantal mol teenwoordig in `n gegewe gas kan gevind word deur die massa deur die molêre massa te verdeel, en dit word voorgestel deur die letter n.
  • Ons kan ons die arbitrêre konstante k in die gasvergelijking vervang deur die produk van n, die aantal Mol en `n nuwe konstante R. Die vergelyking kan nou geskryf word as Nr = PV / T of PV = NRT.
  • Die waarde van R hang af van die eenhede wat gebruik word om die druk, volume en temperatuur van gasse te meet. Met inagneming van die volume in liter, die temperatuur in grade Kelvin en die druk in atmosfeer, is die waarde daarvan 0.0821 l atm / K mol. Dit kan opgemerk word as 0.0821 L atm. K-1 mol -1 om die verdelingspunt in die eenhede te vermy.
  • Prent getiteld Bereken gedeeltelike druk Stap 3
    3
    Verstaan ​​Dalton se wet op gedeeltelike druk. Die Wet van Dalton is, soos die naam as aandui, ontwikkel deur chemiese en fisikus John Dalton, wat as eerste die idee het uitgewerk dat chemiese elemente opgebou is uit atome, en beweer dat die totale druk van `n gasmengsel gelyk is aan die som van die druk van elk van die gasse in die mengsel.
  • Die Wet van Dalton kan in die vorm van `n vergelyking as P geskryf wordtotal = P1 + P2 + P3 ... met soveel toevoegings aan die einde van die gelyke teken wanneer daar gasse in die mengsel is.
  • Die Wet van Dalton kan verleng word wanneer daar met gasse gewerk word waarvan die individuele gedeeltelike druk onbekend is, maar waarvan ons die volume en temperatuur ken. Die gedeeltelike druk van `n gas is dieselfde as die druk van die gas wanneer dit die enigste gas in die vaartuig is.
  • Vir elke parsiële druk kan ons die ideale gasvergelyking herskryf, sodat in plaas van die formule PV = nRT slegs P aan die linkerkant van die gelykenis aangebring is. Om dit vir mekaar te kry, deel ons beide kante deur V: PV / V = ​​NRT / V. Die twee V`s aan die linkerkant hef mekaar op, waardeur ons P = NRT / V oorhou.
  • Ons kan dan elke voorbeeld van P aan die regterkant van die gedeeltelike drukvergelyking plaas met `n subskripsie: Ptotal = (nRT / V) 1 + (nRT / V) 2 + (nRT / V) 3 ...

    • Deel 2
    Bereken gedeeltelike en dan totale druk

    Prent getiteld Bereken gedeeltelike druk Stap 4
    1
    Definieer die gedeeltelike drukvergelyking vir die gasse waarmee jy werk. Vir die doeleindes van hierdie berekening aanvaar ons dat `n 2 liter Erlenmeyer-fles 3 gasse bevat: stikstof (N2), suurstof (O2) en koolstofdioksied (CO2). Elke gas weeg 10 g en die temperatuur van elke gas in die Erlenmeyer-fles is 37 grade Celsius. Ons moet die gedeeltelike druk van elke gas en die totale druk wat die gasmengsel op die fles uitoefen, bepaal.
    • Ons vergelyking van die gedeeltelike druk is nou Ptotal = Pstikstof + Psuurstof + Pkoolstofdioksied .
    • Omdat ons probeer om die druk te bepaal van elke gas, ons het volume en die temperatuur weet en ons kan bereken hoeveel mol van elke gas teenwoordig is op die basis van die massa, kan ons hierdie vergelyking soos volg herskryf: Ptotaal = (nRT / V) stikstof + (nRT / V) suurstof + (nRT / V) koolstofdioksied
  • Prent getiteld Bereken gedeeltelike druk Stap 5
    2
    Verander die temperatuur na grade Kelvin. Die temperatuur is 37 grade Celsius, so ons voeg 273 en kry 310 grade K.
  • Prent getiteld Bereken gedeeltelike druk Stap 6
    3
    Bepaal die aantal mol van elke gas wat in die monster teenwoordig is. Die aantal mol van `n gas is die massa van daardie gas gedeel deur die molêre massa, die som van die atoommassa van elke atoom in die samestelling.
  • Elke atoom van die eerste gas, stikstof (N2), het `n atoomgewig van 14. Omdat die stikstof diatomies is (dit vorm molekules met twee atome), moet ons 14 by 2 vermenigvuldig om te bereken dat die stikstofkonsentrasie in die monster `n molêre massa van 28 het. Dan deel ons die massa , 10 g, deur 28, en kry die aantal molse wat ons tot 0,4 mol stikstof bereik.
  • Elke atoom in die tweede gas, suurstof (O2), het `n atoomgewig van 16. Suurstof is ook diatomies, dus vermeerder ons 16 by 2 en vind dat die suurstof in ons voorbeeld `n molêre massa van 32 het. Deel 10 g by 32 en ons kry ongeveer 0,3 mol suurstof.
  • Die derde gas, koolstofdioksied (CO2), Het 3 atome: `n koolstofatoom met `n atoommassa van 12 en twee zuurstofatomen, elk met `n atoommassa van 16. Ons tel die drie gewigte bymekaar op: 12 + 16 + 16 = 44 is dus die molêre massa. Deel 10 g deur 44 en ons kry ongeveer 0,2 mol koolstofdioksied as `n antwoord.
  • Prent getiteld Bereken gedeeltelike druk Stap 7
    4
    Gee die waardes vir die mol, die volume en die temperatuur in die vergelyking. Ons vergelyking lyk nou soos volg: Ptotaal= (0.4 * R * 310/2)stikstof+(0.3 * R * 310/2)suurstof+(0.2 * R * 310/2)koolstofdioksied.
  • Ter wille van eenvoud het ons die eenhede van die waardes weggelaat. Hierdie eenhede sal tydens die berekening teen mekaar verreken word, en slegs die eenheid vir die vertoon van die druk verlaat.
  • Prent getiteld Bereken gedeeltelike druk Stap 8
    5


    Gee die waarde vir die konstante R. Ons sal die gedeeltelike en totale druk in atmosfeer rapporteer, dus gebruik ons ​​die waarde vir R van 0,0821 L atm / K mol. Tik hierdie waarde in die vergelyking en ons kry die antwoord: Ptotaal gee= (0,4 * 0,0821 * 310/2)stikstof+(0,3 * 0,0821 * 310/2)suurstof+(0,2 * 0,0821 * 310/2)koolstofdioksied.
  • Prent getiteld Bereken gedeeltelike druk Stap 9
    6
    Bereken die gedeeltelike druk vir elke gas. Noudat ons die waardes verwerf het, is dit tyd om die wiskundige berekeninge uit te voer.
  • Vir die gedeeltelike druk van stikstof, vermenigvuldig ons 0,4 mol met ons konstante 0,0821 en die temperatuur van 310 grade K, waarna ons dit deel deur 2 liter: 0,4 * 0,0821 * 310/2 = 5,09 atm. (Ongeveer).
  • Vir die gedeeltelike druk van suurstof, vermenigvuldig ons 0,3 mol met die konstante 0,0821 en ons temperatuur van 310 grade K, wat ons weer deel deur 2 liter: 0,3 * 0,0821 * 310/2 = 3,82 atm. (Ongeveer).
  • Vir die gedeeltelike druk van koolstofdioksied, vermenigvuldig ons 0,2 mol met die konstante van 0,0821 en ons temperatuur van 310 grade K, wat ons weer deel deur 2 liter: 0,2 * 0,0821 * 310/2 = 2, 54 atm. (Ongeveer).
  • Gewrigte voeg nou elke druk op vir die totale druk: Ptotal = 5.09 + 3.82 + 2.54, of 11.45 atm. (Ongeveer).

    • Deel 3
    Die berekening van die totale en gedeeltelike druk

    Prent getiteld Bereken gedeeltelike druk Stap 10
    1
    Definieer die vergelyking van die parsiële druk soos voorheen. Weereens aanvaar ons `n 2 liter Erlenmeyer-fles met 3 gasse: stikstof (N2), suurstof (O2), en koolstofdioksied (CO2). Daar is 10 g van elke gas, en die temperatuur van elke gas in die fles is 37 grade Celsius.
    • Die Kelvin temperatuur is nog steeds ongeveer 310 grade, en soos voorheen het ons ongeveer 0,4 mol stikstof, 0,3 mol suurstof en 0,2 mol koolstofdioksied.
    • Net so sal ons weer die druk in atmosfeer oplet, met 0,0821 L atm / K mol as `n waarde vir die R-konstante.
    • So lyk die gedeeltelike drukvergelyking steeds op dieselfde tyd dieselfde: Ptotaal= (0,4 * 0,0821 * 310/2)stikstof+(0,3 * 0,0821 * 310/2)suurstof+(0,2 * 0,0821 * 310/2)koolstofdioksied.
  • Prent getiteld Bereken gedeeltelike druk Stap 11
    2
    Voeg die aantal mol van elke gas in die monster by om die totale aantal mol in die gasmengsel te bepaal. Omdat die volume en die temperatuur dieselfde wees vir elke monster in die gas, en nie te vergeet dat elke molêre waarde word vermenigvuldig met dieselfde konstante, kan ons die distributiewe eienskap van wiskunde gebruik om die vergelyking te herskryf as Ptotaal = (0,4 + 0,3 + 0,2) * 0,0821 * 310/2.
  • 0.4 + 0.3 + 0.2 = 0.9 mol van die gasmengsel. Dit vereenvoudig die vergelyking verder in: Ptotal = 0,9 * 0,0821 * 310/2.
  • Prent getiteld Bereken gedeeltelike druk Stap 12
    3
    Bepaal die totale druk van die gasmengsel. 0,9 * 0,0821 * 310/2 = 11,45 mol (ongeveer).
  • Prent getiteld Bereken gedeeltelike druk Stap 13
    4
    Bepaal hoeveel gas elke vorm van die totale gasmengsel. Jy doen dit deur die totale aantal mol deur die aantal mol van elke gas te verdeel.
  • Daar is 0,4 mol stikstof, dws 0.4 / 0.9 = 0.44 (44 persent) van die monster (ongeveer).
  • Daar is 0,3 mol suurstof, dws 0.3 / 0.9 = 0.33 (33 persent) van die monster (ongeveer).
  • Daar is 0,2 mol koolstofdioksied, dws 0,2 / 0,9 = 0,22 (22 persent) van die monster (ongeveer).
  • Alhoewel die bogenoemde geskatte persentasies 0,99 is, herhaal die desimale syfers hulself, dus die som is eintlik `n herhalende volgorde van nege na die desimale punt. Per definisie is dit dieselfde as 1, of 100 persent.
  • Prent getiteld Bereken gedeeltelike druk Stap 14
    5
    Vermenigvuldig die proporsionele hoeveelheid van elke gas met die totale druk om die parsiële druk te bepaal.
  • Vermenigvuldig 0.44 * 11.45 = 5.04 atm. (Ongeveer).
  • Vermenigvuldig 0.33 * 11.45 = 3.78 atm. (Ongeveer).
  • Vermenigvuldig 0.22 * 11.45 = 2.52 atm. (Ongeveer).

    • wenke

    • U sal in beginsel `n klein verskil in die waardes sien wat vanaf die gedeeltelike druk begin en dan die totale druk bepaal, in vergelyking met die eerste bepaling van die totale druk en dan die gedeeltelike druk. Onthou dat die verklaarde waardes benaderings is, as gevolg van die afronding op 1 of 2 desimale plekke (sodat hulle makliker wees om te verstaan. As jy die berekeninge self met `n sakrekenaar voer sonder afronding, dan sal jy óf `n kleiner verskil opmerk tussen die twee metodes, of geen verskil nie.

    waarskuwings

    • Kennis van gedeeltelike druk van gasse kan `n saak van lewe of dood vir duikers beteken. Te lae gedeeltelike druk van suurstof kan tot bewusteloosheid of dood lei, terwyl te hoë partiële druk van beide stikstof en suurstof ook giftig kan wees.

    voorrade

    • sakrekenaar
    • Verwysingswerk op atoomgewigte / molêre massas
    Deel op sosiale netwerke:

    Verwante