Esempio di gas ideale Problema: pressione parziale

In qualsiasi miscela di gas, ciascun gas componente esercita una pressione parziale ciò contribuisce al totale pressione. All'ordinario temperature e pressione, è possibile applicare la legge del gas ideale per calcolare la pressione parziale di ciascun gas.

Cominciamo rivedendo il concetto di pressione parziale. In una miscela di gas, la pressione parziale di ciascun gas è la pressione che il gas eserciterebbe se fosse l'unico a occupare quel volume di spazio. Se si somma la pressione parziale di ciascun gas in una miscela, il valore sarà la pressione totale del gas. La legge utilizzata per trovare la pressione parziale presuppone che la temperatura del sistema sia costante e che il gas si comporti come un gas ideale, in seguito la legge del gas ideale:

PV = nRT

dove P è pressione, V è volume, n è il numero di talpe, R è la costante di gase T è la temperatura.

La pressione totale è quindi la somma di tutte le pressioni parziali dei gas componenti. Per n componenti di un gas:

P_totale = P₁ + P₂ + P₃ +... P_n

Se scritta in questo modo, viene chiamata questa variazione della Legge sul gas ideale Legge di Dalton delle pressioni parziali. Spostandosi sui termini, la legge può essere riscritta per mettere in relazione le moli di gas e la pressione totale con la pressione parziale:

P_X = P_totale (n / n_totale)

Domanda di pressione parziale

Un palloncino contiene 0,1 moli di ossigeno e 0,4 moli di azoto. Se il pallone è a temperatura e pressione standard, qual è la pressione parziale dell'azoto?

Soluzione

La pressione parziale è rilevata da Legge di Dalton:

P_X = P_Totale (n_X / n_Totale )

dove
P_X = pressione parziale del gas x
P_Totale = pressione totale di tutti i gas
n_X = numero di moli di gas x
n_Totale = numero di moli di tutti i gas

Passo 1

Trova P_Totale

Sebbene il problema non dichiari esplicitamente la pressione, ti dice che il palloncino è a temperatura e pressione standard. La pressione standard è di 1 atm.

Passo 2

Aggiungi il numero di moli dei gas componenti per trovare n_Totale

n_Totale = n_ossigeno + n_azoto
n_Totale = 0,1 mol + 0,4 mol
n_Totale = 0,5 mol

Passaggio 3

Ora hai tutte le informazioni necessarie per collegare i valori nell'equazione e risolvere per P_azoto

P_azoto = P_Totale (n_azoto / n_Totale )
P_azoto = 1 atm (0,4 mol / 0,5 mol)
P_azoto = 0,8 atm

Risposta

La pressione parziale dell'azoto è di 0,8 atm.

• Assicurati di segnalare correttamente le tue unità! In genere, quando si utilizza qualsiasi forma della legge del gas ideale, si ha a che fare con la massa in moli, la temperatura in Kelvin, il volume in litri e la pressione in atmosfera. Se hai temperature in gradi Celsius o Fahrenheit, convertile in Kelvin prima di procedere.
• Ricorda che i gas reali non sono gas ideali, quindi anche se il calcolo avrà pochissimi errori in condizioni normali, non sarà esattamente il valore reale. Per la maggior parte delle situazioni, l'errore è trascurabile. L'errore aumenta all'aumentare della pressione e della temperatura di un gas perché le particelle interagiscono più spesso tra loro.