Como para calcular a pressão parcial

3 partes:

Compreender as propriedades dos gasesCalcular as pressões parciais e a pressão total, em seguidaCalcule a pressão e parciais pressões totais, em seguida,

Em química, a "pressão parcial" refere-se à pressão que cada gás numa mistura gasosa exerce sobre o seu entorno, tais como a um frasco, o tanque de ar de um mergulhador ou limitar uma atmosfera. Você pode calcular a pressão de cada gás em uma mistura se você sabe o quanto há, o volume ocupado e temperatura. Então você pode adicionar essas pressões parciais para encontrar a pressão total da mistura gasosa ou você pode encontrar o primeiro a pressão total e, em seguida, as pressões parciais.

parte 1Compreender as propriedades dos gases

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Trate cada gás como um gás "ideal". Em química, um gás ideal é aquele que interage com os outros sem ser atraído para as suas moléculas. moléculas individuais podem colidir e saltar como bolas de bilhar, sem deformar de forma alguma.

• O aumento pressões de gás ideal uma vez que estes são espremidos em espaços menores e diminui à medida que se expandem para áreas maiores. Esta relação é conhecida como Lei de Boyle, em homenagem a Robert Boyle. É escrito como k = P matematicamente x V ou mais simplesmente, k = PV, onde k representa a relação constante, P e V o volume de pressão.
• As pressões podem ser expressas utilizando uma de várias unidades possíveis. Um deles é o Pascal (Pa), que é definida como uma força de um Newton aplicado ao longo de um metro quadrado. Outra é a atmosfera (atm), que é definida como a pressão da atmosfera da Terra ao nível do mar. Uma pressão de 1 atm é igual a 101,325 Pa.
• As temperaturas ideais do gás aumentar à medida que os volumes também fazê-lo e diminuir quando acontece o contrário. Esta relação é conhecida como a Lei de Charles, em homenagem a Jacques Charles. É escrito matematicamente como k = V / t, em que k representa a relação entre o volume constante e temperatura, V representa o volume e novamente na temperatura T.
• Nesta equação, as temperaturas dos gases são dadas em graus Kelvin, que são adicionando 273 ao número de graus Celsius da temperatura do gás.
• Estas duas relações podem ser combinados numa única equação: k = PV / T, que também pode ser escrito como PV = kT.

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Define as quantidades em que os gases são medidos. Gases têm massa e volume. O volume é geralmente medido em litros (l), mas existem dois tipos de massa.

• massa convencional é medido em gramas ou, se for suficientemente grande, em quilogramas.
• Porque os pequenos gases pesados ​​geralmente também são medidos com uma outra forma de massa chamada massa molecular ou massa molar. A massa molar é definido como a soma dos pesos atómicos de cada átomo do composto que compreende o gás, comparar cada um com o valor 12 para o carbono.
• Uma vez que os átomos e as moléculas são demasiado pequenos para trabalhar com, as quantidades de gases são definidos em moles. Você pode encontrar o número de moles presentes em um determinado gás, dividindo a massa entre a massa molar e representam o resultado com a letra n.
• É possível substituir o K constante arbitrária na equação do gás com o produto de N, o número de moles Número (MOL) e uma nova R. constante Agora, a equação pode ser escrita como nR = PV / T ou PV = nRT.
• O valor de R depende das unidades usadas para medir as pressões, volumes e temperaturas de gases. Para o volume em litros, a temperatura em graus Kelvin e a pressão em atmosferas, o seu valor é 0,0821 G atm / K mol. Isso também pode ser escrita como 0,0821 mol K L atm para evitar o uso da separação diagonal com as unidades de medida.

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Entenda a Lei de Dalton das pressões parciais. John Dalton químico e físico que propôs o conceito de que os elementos químicos são compostos de átomos em primeiro lugar, foi quem desenvolveu essa lei, que afirma que a pressão total de uma mistura de gases é a soma das pressões de cada dos gases na referida mistura.

• A lei de Dalton pode ser escrito na forma de equação a seguinte: P_total P =₁ + P₂ + P₃ ... Com muitos summands como gases lá na mistura após o sinal de igual.
• A equação da Lei de Dalton pode ser estendido quando se trabalha com gases cujo indivíduo parcial pressões são desconhecidas, mas cujos volumes e temperaturas si são conhecidos. A pressão parcial de um gás terá o mesmo valor que se a mesma quantidade deste gás foi a única no recipiente.
• Para cada uma das pressões parciais, podemos escrever a equação de gás ideia de modo que, em vez da forma de PV = nRT, podemos ter apenas P para a esquerda do sinal de igual. Para fazer isso, vamos dividir ambos os lados por V: PV / V = ​​nRT / V. Os dois V no lado esquerdo são cancelados, deixando-nos com P = nRT / V.
• Em seguida, pode substituir cada subscrito P para a direita da equação da pressão parcial: P_total = (TSN / V) ₁ + (TSN / V) ₂ + (TSN / V) ₃ ...

parte 2Calcular as pressões parciais e a pressão total, em seguida

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A equação define a pressão parcial de gases que irão funcionar. Para este cálculo, assumimos um frasco de 2 litros contendo 3 gases: nitrogênio (N₂), Oxigênio (O₂) E dióxido de carbono (CO₂.) Existem 10 g de cada um dos gases e cada um tem uma temperatura de 37 ° C (98,6 ° F) no balão. Precisamos encontrar para cada pressão parcial de gás e pressão total exerce a mistura de gás no recipiente.

• Nossa equação pressão parcial torna-se P_total P =_azoto + P_oxigênio + P_{dióxido de carbono}.
• Uma vez que tentar encontrar a pressão que cada um exerce gás, sabemos o volume e temperatura, e podemos encontrar o número de moles de cada gás em uma base de massa, podemos reescrever esta equação como: P_total = (TSN / V) _azoto + (TSN / V) _oxigênio + (TSN / V) _{dióxido de carbono}

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Vire a temperatura Kelvin. A temperatura é em graus Celsius 37, então adicionar 273-37 para 310 graus K.

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Encontrar o número de moles de cada um gás presente na amostra. O número de moles de um gás é a massa do referido gás dividido entre a sua massa molar, que foi dito que a soma dos pesos atómicos de cada átomo presente no composto.

• Para o nosso primeiro gás, nitrogênio (N₂), Cada átomo tem um peso atômico de 14. Porque o nitrogênio é diatómicas (moléculas de dois átomos formam), multiplicamos 14 por 2 a achar que o nitrogênio em nossa amostra tem uma massa molar de 28. Em seguida, divida a massa em gramas, 10 g, entre 28 para obter o número de moles, que se aproximam de 0,4 mole de azoto.
• Para o nosso segundo gás, oxigênio (O₂), Cada átomo tem um peso atômico de 16. O oxigênio também é diatômica, então multiplicar 16 por 2 a achar que o oxigênio em nosso tem uma massa molar de 10 g 32. Divide entre 32 dá cerca de 0,3 moles de de oxigênio em nossa amostra.
• Nosso terceiro gás, dióxido de carbono (CO₂) Tem três átomos, um carvão, com um peso atômico de 12 e dois átomos de oxigênio, cada um com um peso atômico de 16. Nós adicionamos estes três pesos: 12 + 16 + 16 = 44 como a massa molar. 10 g divididos entre 44 dá cerca de 0,2 moles de dióxido de carbono.

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Ligar os valores para a moles, o volume e temperatura. Agora a equação é a seguinte: P_total = (0,4 * R * 310/2) _azoto + (0,3 * R * 310/2) _oxigênio + (0,2 * R * 310/2) _{dióxido de carbono}.

• Para simplificar, omitimos as unidades de medida que acompanham valores. Estas unidades serão canceladas após os cálculos, deixando apenas a unidade de medida usada para exibir a pressão.

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Ligue o valor para a constante R. Nós apresentamos as pressões parciais e total da atmosfera, então R terá um valor de 0,0821 L atm / K mol. Conectar-se este valor na equação nós agora dar-P_total = (0,4 * 0,0821 * 310/2) _azoto + (0,3 * 0,0821 * 310/2) _oxigênio + (0,2 * 0,0821 * 310/2) _{dióxido de carbono}.

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Calcular as pressões parciais para cada gás. Agora que temos os valores no lugar, é hora de fazer a matemática.

• Para a pressão parcial de nitrogênio, 0,4 moles multiplicado por 0,0821 e nossa temperatura constante de 310 graus a nossa K e, em seguida, dividir por 2 litros: 0,4 * 0.0821 * 310/2 = 5,09 atm, aproximadamente.
• Para a pressão parcial de oxigênio, 0,3 mol multiplicar por 0,0821 e nossa temperatura constante de 310 graus a nossa K e, em seguida, dividir por 2 litros: 0,3 * 0,0821 * 310/2 = 3,82 atm, aproximadamente.
• Para a pressão parcial de dióxido de carbono, 0,2 mol multiplicar por 0,0821 e nossa temperatura constante de 310 graus a nossa K e, em seguida, dividir por 2 litros: 0,2 * 0,0821 * 310/2 = 2,54 atm, aproximadamente.
• Agora vamos adicionar essas pressões para encontrar a pressão total: P_total = 5,09 + 3,82 + 2,54 ou 11,45 atm, aproximadamente.

parte 3Calcule a pressão e parciais pressões totais, em seguida,

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Define a equação pressão parcial como você fez antes. Mais uma vez, vamos supor que temos um balão de 2 litros contendo 3 gases: nitrogênio (N₂), Oxigênio (O₂) E dióxido de carbono (CO₂.) Existem 10 g de cada um dos gases e cada um tem uma temperatura de 37 ° C (98,6 ° F).

• A temperatura em graus Kelvin e 310 permanecem como antes, temos cerca de 0,4 moles de azoto, 0,3 moles de oxigénio e de 0,2 mole de dióxido de carbono.
• Da mesma forma, as pressões ainda presentes em atmosferas, por isso vamos usar os valores de 0,0821 L atm / mol K para a constante R.
• Assim, nossa equação pressões parciais terão a mesma aparência neste momento: P_total = (0,4 * 0,0821 * 310/2) _azoto + (0,3 * 0,0821 * 310/2) _oxigênio + (0,2 * 0,0821 * 310/2) _{dióxido de carbono}.

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Adicionar o número de moles de cada um dos gases na amostra para encontrar o número total de moles da mistura gasosa. Como o volume ea temperatura são as mesmas para cada amostra no gás, para não mencionar que cada valor molar é multiplicado pela mesma constante, podemos usar a propriedade distributiva da matemática para reescrever a equação como segue: P_total = (0,4 + 0,3 + 0,2) * 0,0821 * 310/2.

• Adicionar 0,4 + 0,3 + 0,2 = 0,9 moles de mistura de gás. Isto simplifica ainda mais a equação P_total = 0,9 * 0,0821 * 310/2.

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Localizar a pressão total da mistura gasosa. Multiplicando 0,9 * 0.0821 * 310/2 = 11,45 moles, aproximadamente.

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Halla a proporção de cada um dos gases na mistura total. Para isso, divide-se o número de moles de cada um dos gases entre o número total de moles.

• Há 0,4 moles de azoto, de modo que 0,4 / 0,9 = 0,44 (44 por cento) da amostra, aproximadamente.
• Há 0,3 moles de azoto, de modo que 0,3 / 0,9 = 0,33 (33 por cento) da amostra, aproximadamente.
• Há 0,2 moles de dióxido de carbono, de modo que 0,2 / 0,9 = 0,22 (22 por cento) da amostra, aproximadamente.
• Embora os percentuais aproximados indicados anteriormente adicionado apenas 0,99, os decimais reais são repetidas, de modo a soma seria realmente uma série repetida de números 9, após o decimal. Por definição, este é o mesmo que uma ou 100 por cento.

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Multiplica a quantidade proporcional de cada pressão do gás para encontrar pressão parcial total.

• 11,45 0,44 * Multiplicação = 5,04 atm, aproximadamente
• Multiply 0,33 * 11,45 = 3,78 atm, aproximadamente
• Multiply 0,22 * 11,45 = 2,52 atm, aproximadamente

dicas

• Você vai notar uma pequena diferença de valores entre o primeiro pressões constatação parcial e depois total, e para encontrar a pressão total em primeiro lugar e, em seguida, parcial. Lembre-se que os valores indicados são aproximados e arredondado 1 a 2 valores decimais para torná-los mais fáceis de entender. Se você fizer os cálculos-se com a ajuda de uma calculadora sem arredondamento, você vai notar uma pequena discrepância entre os dois métodos ou mesmo nenhum.

avisos

• Conhecendo as pressões parciais do gás pode se tornar uma questão de vida ou morte para os mergulhadores. pressão parcial de oxigénio muito baixa pode resultar em perda de consciência e morte, enquanto demasiado elevada pressão parcial de oxigénio ou azoto também podem ser tóxicos.

Coisas que você precisa

• calculadora
• Um livro de referência para pesos atômicos e pesos moleculares