Nilalaman

• Mga hakbang
• Mga Tip
• Mga babala
• Mga kinakailangang materyal

Sa kimika, ang "bahagyang presyon" ay tumutukoy sa presyur na ibinibigay ng bawat gas sa isang pinaghalong gas laban sa mga paligid nito, tulad ng isang sample na bote, isang tangke ng diving air o ang mga limitasyon ng isang kapaligiran. Maaari mong kalkulahin ang presyon ng bawat gas sa isang halo kung alam mo kung gaano ito, kung anong dami ang sinasakop nito at ang temperatura nito. Pagkatapos ay maaari mong idagdag ang mga bahagyang presyon upang mahanap ang kabuuang presyon ng pinaghalong gas, o maaari mo munang makita ang kabuuang presyon at pagkatapos ay hanapin ang bahagyang mga presyon.

Mga hakbang

Bahagi 1 ng 3: Pag-unawa sa mga katangian ng mga gas

1. 

   Tratuhin ang bawat gas bilang isang "ideal" na gas. Ang isang perpektong gas, sa kimika, ay isa na nakikipag-ugnay sa iba pang mga gas, nang hindi naaakit sa mga molekula nito. Ang mga indibidwal na molekula ay maaaring pindutin ang bawat isa at bounce off tulad ng mga bilyar na bola nang hindi na-deformed sa anumang paraan.
   • Ang mga ideal na presyon ng gas ay tumataas habang ang mga ito ay nai-compress sa mas maliit na mga puwang at bumababa habang lumalawak ito sa mas malalaking lugar. Ang ugnayan na ito ay tinawag na Batas ni Boyle, pagkatapos ni Robert Boyle. Inilarawan ito sa matematika bilang k = P x V o, mas simple, k = PV, kung saan ang k ay kumakatawan sa patuloy na ugnayan, ang P ay kumakatawan sa presyon at ang V ay kumakatawan sa dami.
   • Maaaring matukoy ang mga presyon gamit ang isa sa maraming posibleng mga yunit. Ang isa ay Pascal (Pa), na tinukoy bilang isang puwersang Newton na inilapat sa isang square meter. Ang isa pa ay ang atmospera (atm), na tinukoy bilang presyon ng himpapawid ng Daigdig sa antas ng dagat. Ang isang presyon ng 1 atm ay katumbas ng 101,325 Pa.
   • Ang ideal na temperatura ng gas ay tumaas habang dumarami at bumababa ang dami. Ang ugnayan na ito ay tinawag na Batas ni Charles pagkatapos ni Jacques Charles at inilarawan sa matematika bilang k = V / t, kung saan ang k ay kumakatawan sa ugnayan sa pagitan ng pare-parehong dami at temperatura, ang V ay kumakatawan sa dami, muli, at ang T ay kumakatawan sa temperatura.
   • Ang mga temperatura ng gas sa equation na ito ay ibinibigay sa mga degree Kelvin, na matatagpuan sa pamamagitan ng pagdaragdag ng 273 sa bilang ng mga degree Celsius ng temperatura ng gas.
   • Ang dalawang ugnayan na ito ay maaaring pagsamahin sa isang solong equation: k = PV / T, na maaari ding isulat bilang PV = kT.

2. 

   
   
   Tukuyin sa kung anong dami ang sinusukat ng mga gas. Ang mga gas ay mayroong masa at dami. Kadalasang sinusukat ang dami sa litro (l), ngunit mayroong dalawang uri ng masa.
   • Ang maginoo na masa ay sinusukat sa gramo o, kung may sapat na malaking masa, mga kilo.
   • Dahil sa gaan ng mga gas, sinusukat din ito sa isa pang anyo ng masa na tinatawag na molekular mass o molar mass. Ang molar mass ay tinukoy bilang ang kabuuan ng mga timbang ng atomic ng bawat atom ng compound na kung saan ang gas ay ginawa, sa bawat atom na inihambing sa halaga ng 12 para sa carbon.
   • Dahil ang mga atom at molekula ay masyadong maliit upang gumana, ang dami ng mga gas ay tinukoy sa mga moles. Ang bilang ng mga mol na naroroon sa isang naibigay na gas ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng paghahati ng masa ng masa ng molar at maaaring kinatawan ng titik n.
   • Maaari naming palitan ang di-makatwirang pare-pareho k sa equation ng gas sa produkto ng n, ang bilang ng mga mol (mol), at isang bagong pare-pareho na R. Ang equation ay maaari nang maisulat nR = PV / T o PV = nRT.
   • Ang halaga ng R ay nakasalalay sa mga yunit na ginamit upang masukat ang mga presyon, dami at temperatura ng mga gas. Upang makilala ang dami ng litro, ang temperatura sa Kelvin at ang presyon ng mga atmospera, ang halaga nito ay 0.0821 L.atm / K.mol. Maaari din itong isulat L 0.0821 atm K mol upang maiwasan ang split bar sa mga yunit ng pagsukat.

3. 

   
   
   Maunawaan ang Batas ni Dalton ng mga bahagyang presyon. Binuo ng chemist at physicist na si John Dalton, na unang nagpasulong ng konsepto ng mga elementong kemikal na gawa sa mga atomo, isinasaad ng Batas ng Dalton na ang kabuuang presyon ng isang pinaghalong gas ay ang kabuuan ng mga presyur ng bawat gas sa pinaghalong.
   • Ang batas ni Dalton ay maaaring isulat bilang isang equation bilang P _kabuuan = P₁ + P₂ + P₃... na may maraming mga addenda pagkatapos ng pantay na pag-sign bilang may mga gas sa pinaghalong.
   • Ang equation ng Batas ng Dalton ay maaaring mapalawak kapag nagtatrabaho sa mga gas na ang mga indibidwal na bahagyang presyon ay hindi alam, ngunit kung saan alam natin ang kanilang dami at temperatura. Ang isang bahagyang presyon ng isang gas ay ang parehong presyon kung ang parehong halaga ng gas ay ang tanging gas sa lalagyan.
   • Para sa bawat isang bahagyang presyon, maaari naming muling isulat ang perpektong equation ng gas upang sa, sa halip na ang pormula na PV = nRT, maaari lamang tayong magkaroon ng P sa kaliwang bahagi ng pantay na pag-sign. Upang gawin ito, hinati namin ang magkabilang panig ng V: PV / V = ​​nRT / V. Ang dalawang V sa kaliwang bahagi ay nakansela ang bawat isa, naiwan ang P = nRT / V.
   • Maaari naming palitan ang bawat P na naka-subscribe sa kanang bahagi ng bahagyang equation ng presyon: P_kabuuan = (nRT / V) ₁ + (nRT / V) ₂ + (nRT / V) ₃…

Bahagi 2 ng 3: Kinakalkula ang bahagyang mga presyon at pagkatapos ay ang kabuuang mga presyon

1. 

   
   
   
   
   Tukuyin ang bahagyang equation ng presyon para sa mga gas na iyong pinagtatrabahuhan. Para sa mga layunin ng pagkalkula na ito, ipalagay namin ang isang 2 litro na lobo na naglalaman ng tatlong mga gas: nitrogen (N₂), oxygen (O₂) at carbon dioxide (CO₂). Mayroong 10 g ng bawat isa sa mga gas, at ang temperatura ng bawat isa sa kanila sa flask ay 37º Celsius. Kailangan nating hanapin ang bahagyang presyon ng bawat gas at ang kabuuang presyon na ibinibigay ng pinaghalong sa lalagyan.
   • Ang aming bahagyang equation pressure ay nagiging P _kabuuan = P _nitrogen + P _oxygen + P _{carbon dioxide} .
   • Dahil sinusubukan naming hanapin ang presyon na ibinibigay ng bawat gas, alam namin ang dami at temperatura at mahahanap namin kung gaano karaming mga moles ng bawat gas ang naroroon batay sa masa, maaari naming muling isulat ang equation na ito bilang: P_kabuuan = (nRT / V) _nitrogen + (nRT / V) _oxygen + (nRT / V) _{carbon dioxide}

2. 

   
   
   Gawing Kelvin ang temperatura. Ang temperatura ay 37º Celsius, kaya magdagdag ng 273 hanggang 37 upang makakuha ng 310 K.

3. 

   Hanapin ang bilang ng mga moles para sa bawat isa sa mga gas sa sample. Ang bilang ng mga moles ng isang gas ay ang dami ng gas na nahahati sa kanyang molar mass, na sinabi naming ang kabuuan ng mga timbang ng atomic ng bawat atom sa compound.
   • Para sa unang gas, nitrogen (N₂), ang bawat atom ay may bigat ng atomic na 14. Dahil ang nitrogen ay diatomic (form na molekular ng dalawang atom), kailangan nating paramihin ang 14 hanggang 2 upang malaman na ang nitrogen sa aming sample ay mayroong molar mass na 28. Pagkatapos, hatiin ang masa sa gramo, 10 g, sa pamamagitan ng 28, upang makuha ang bilang ng mga moles, na tinatayang 0.4 mol ng nitrogen.
   • Para sa pangalawang gas, oxygen (O₂), ang bawat atom ay may bigat ng atomic na 16. Ang oxygen ay diatomic din, kaya i-multiply ang 16 ng 2 upang malaman na ang oxygen sa aming sample ay mayroong molar mass na 32. Ang paghati sa 10 g ng 32 ay nagbibigay sa atin ng humigit-kumulang na 0.3 mol ng oxygen sa ating sample
   • Ang pangatlong gas, carbon dioxide (CO₂), may 3 atom: isang carbon, na may bigat na atomic na 12; at dalawang oxygen, bawat isa ay may bigat na atomic na 16. Idinagdag namin ang tatlong timbang: 12 + 16 + 16 = 44 para sa molar mass. Ang paghahati ng 10 g ng 44 ay nagbibigay sa atin ng humigit-kumulang na 0.2 mol ng carbon dioxide.

4. 

   
   
   Palitan ang mga halaga ng mga moles, dami at temperatura. Ganito ang hitsura ng aming equation: P_kabuuan = (0.4 * R * 310/2) _nitrogen + (0.3 * R * 310/2) _oxygen + (0.2 * R * 310/2) _{carbon dioxide}.
   • Para sa pagiging simple, naiwan namin ang mga yunit ng pagsukat na kasama ng mga halaga. Ang mga yunit na ito ay makakansela pagkatapos naming gawin ang matematika, naiwan lamang ang yunit ng panukalang ginagamit namin upang mag-ulat ng mga presyon.

5. 

   Palitan ang halaga para sa pare-pareho ng R. Mahahanap namin ang bahagyang at kabuuang mga presyon sa mga atmospheres, kaya gagamitin namin ang halagang R na 0.0821 atm L / K.mol. Ang pagpapalit ng halaga sa equation ngayon ay nagbibigay sa amin ng P_kabuuan =(0,4 * 0,0821 * 310/2) _nitrogen + (0,3 *0,0821 * 310/2) _oxygen + (0,2 * 0,0821 * 310/2) _{carbon dioxide} .

6. 

   Kalkulahin ang bahagyang mga presyon para sa bawat gas. Ngayon na mayroon kaming mga halaga sa lugar, oras na upang gawin ang matematika.
   • Para sa bahagyang presyon ng nitrogen, pinarami namin ang 0.4 mol sa pamamagitan ng aming 0.0821 pare-pareho at ang aming 310 K na temperatura, at pagkatapos ay hatiin ng 2 litro: 0.4 * 0.0821 * 310/2 = 5, 09 atm, humigit-kumulang.
   • Para sa bahagyang presyon ng oxygen, pinarami namin ang 0.3 mol ng aming pare-pareho na 0.0821 at ang aming 310 K na temperatura at pagkatapos ay hatiin ng 2 litro: 0.3 * 0.0821 * 310/2 = 3, 82 atm, humigit-kumulang.
   • Para sa bahagyang presyon ng carbon dioxide, pinarami namin ang 0.2 mol sa pamamagitan ng aming 0.0821 pare-pareho at ang aming 310 K na temperatura, at pagkatapos ay hatiin ng 2 litro: 0.2 * 0.0821 * 310/2 = 2.54 atm, humigit-kumulang.
   • Idinagdag namin ngayon ang mga presyon na ito upang makita ang kabuuang presyon: P_kabuuan = 5.09 + 3.82 + 2.54, o humigit-kumulang 11.45 atm.

Bahagi 3 ng 3: Kinakalkula ang kabuuang presyon at pagkatapos ang bahagyang mga presyon

1. 

   Tukuyin ang bahagyang equation ng presyon tulad ng dati. Muli, ipinapalagay namin na ang isang 2-litro prasko ay naglalaman ng 3 mga gas: nitrogen (N₂), oxygen (O₂), at carbon dioxide (CO₂). Mayroong 10 g ng bawat isa sa mga gas at ang temperatura ng bawat isa sa mga gas sa prasko ay 37 degree Celsius.
   • Ang temperatura sa Kelvin ay magiging 310 pa rin, at, tulad ng dati, mayroon kaming halos 0.4 mol ng nitrogen, 0.3 mol ng oxygen at 0.2 mol ng carbon dioxide.
   • Gayundin, mahahanap pa rin natin ang mga presyon sa mga atmospheres, kaya gagamitin namin ang halaga ng 0.0821 atm L / K.mol para sa pare-pareho na R.
   • Kaya, ang aming bahagyang equation pressure ay mukhang pareho sa puntong ito: P_kabuuan =(0,4 * 0,0821 * 310/2) _nitrogen + (0,3 *0,0821 * 310/2) _oxygen + (0,2 * 0,0821 * 310/2) _{carbon dioxide}.

2. 

   Idagdag ang bilang ng mga moles ng bawat isa sa mga gas sa sample upang makita ang kabuuang bilang ng mga mol ng pinaghalong gas. Dahil ang dami at temperatura ay pareho para sa bawat sample sa gas, hindi man sabihing ang bawat halaga ng molar ay pinarami ng parehong pare-pareho, maaari naming gamitin ang namamahaging pag-aari ng matematika upang muling isulat ang equation bilang P_kabuuan = (0,4 + 0,3 + 0,2) * 0,0821 * 310/2.
   • Pagdaragdag ng 0.4 + 0.3 + 0.2 = 0.9 mol ng pinaghalong gas. Mas pinasimple nito ang equation para sa P _kabuuan = 0,9 * 0,0821 * 310/2.

3. 

   Kalkulahin ang kabuuang presyon ng pinaghalong gas. Pinaparami ang 0.9 * 0.0821 * 310/2 = 11.45 mol, humigit-kumulang.

4. 

   Hanapin ang proporsyon ng bawat gas sa kabuuang timpla. Upang gawin ito, paghatiin ang bilang ng mga moles para sa bawat isa sa mga gas sa kabuuang bilang ng mga mol.
   • Mayroong 0.4 mol ng nitrogen, kaya 0.4 / 0.9 = 0.44 (44%) ng sample, humigit-kumulang.
   • Mayroong 0.3 mol ng nitrogen, kaya 0.3 / 0.9 = 0.33 (33%) ng sample, humigit-kumulang.
   • Mayroong 0.2 mol ng carbon dioxide, kaya't 0.2 / 0.9 = 0.22 (22%) ng sample, humigit-kumulang.
   • Bagaman ang tinatayang porsyento sa itaas ay nagdaragdag ng hanggang sa 0.99 lamang, ang mga tunay na decimal ay paulit-ulit, kaya ang aktwal na kabuuan ay isang serye ng pag-uulit ng mga nines pagkatapos ng decimal. Sa pamamagitan ng kahulugan, ito ay kapareho ng 1, o 100%.

5. 

   I-multiply ang proporsyonal na halaga ng bawat gas sa pamamagitan ng kabuuang presyon upang makita ang bahagyang presyon.
   • Pinaparami ang 0.44 * 11.45 = 5.04 atm, humigit-kumulang.
   • Pinaparami ang 0.33 * 11.45 = 3.78 atm, humigit-kumulang.
   • Pinaparami ang 0.22 * 11.45 = 2.52 atm, humigit-kumulang.

Mga Tip

• Mapapansin mo ang isang maliit na pagkakaiba sa mga halaga sa pamamagitan ng paghahanap muna ng bahagyang mga presyon, pagkatapos ay ang kabuuang presyon, at paghanap muna ng kabuuang presyon at pagkatapos ang bahagyang mga presyon. Tandaan na ang mga ibinigay na halaga ay ipinakita bilang tinatayang mga halaga, dahil sa pag-ikot sa isa o dalawang decimal na lugar upang gawing mas madaling maunawaan ang mga halaga. Kung gagawin mo ang mga kalkulasyon sa isang calculator, nang walang pag-ikot, mapapansin mo ang isang menor de edad, kung mayroon man, pagkakaiba-iba sa pagitan ng dalawang pamamaraan.

Mga babala

• Ang kaalaman sa bahagyang mga presyon ng gas ay maaaring maging isang bagay ng buhay at kamatayan para sa mga iba't iba. Masyadong mababa ang isang bahagyang presyon ng oxygen ay maaaring humantong sa pagkawala ng kamalayan at kamatayan, habang ang isang napakataas na bahagyang presyon ng hydrogen o oxygen ay maaari ding nakakalason.

Mga kinakailangang materyal

• Calculator;
• Aklat ng sanggunian ng bigat ng atomic / masa ng molar.