I kemi, "partialtryk" henviser til gastrykket i hver gasblanding udøver mod deres omgivelser, såsom en prøveflaske, en scuba tank eller luftatmosfære grænser. Man kan beregne trykket af hver gas i en blanding, hvis du ved, hvor meget af det der er, hvad der er den mængde, det tager op og dens temperatur. Du kan derefter tilføje disse partialtryk for at finde den totale tryk af gasblandingen kan finde det samlede tryk i først og derefter finde de partialtryk.
Behandl hver gas som en "ideel" gas. En ideel gas i kemi er en, der interagerer med andre gasser uden at blive tiltrukket af dets molekyler. Individuelle molekyler kan nå hinanden og hoppe som billardkugler uden at blive deformeret på nogen måde.
Det ideelle gastryk øges, da de komprimeres til mindre rum og falder, da de udvides til større arealer. Dette forhold hedder Boyle`s Law, opkaldt efter Robert Boyle. Det beskrives matematisk som k = P x V eller, simpelthen, k = PV, hvor k repræsenterer det konstante forhold, P repræsenterer trykket og V repræsenterer volumenet.
Tryk kan bestemmes ved hjælp af en af flere mulige enheder. Den ene er Pascal (Pa), defineret som en Newton kraft anvendt over en kvadratmeter. En anden er atmosfæren (atm), defineret som atmosfærens tryk på havets overflade. Et tryk på 1 atm er lig med 101.325 Pa.
Ideelle gastemperaturer stiger, da mængderne øges og falder. Dette forhold kaldes Charles lov navngivet Jacques Charles og er matematisk beskrives som k = V / T, hvor k er forholdet mellem mængden konstant og temperatur, V er rumfanget igen, og T er temperaturen.
Gas temperaturerne i denne ligning er angivet i grader Kelvin, som findes ved at tilføje 273 til antallet af grader Celsius af gastemperaturen.
Disse to relationer kan kombineres til en enkelt ligning: k = PV / T, som også kan skrives som PV = kT.
2
Definer i hvilke mængder gasser måles. Gasser har masse og volumen. Volumen måles sædvanligvis i liter (l), men der er to typer masser.
Konventionel masse måles i gram eller, hvis der er et tilstrækkeligt stort antal masse, kilogram.
På grund af gasernes lyshed måles de også i en anden form for masse kaldet molekylmasse eller molærmasse. Molær masse er defineret som summen af de atomvægte hvert atom af forbindelsen fra hvilken gas er fremstillet, med hvert atom i forhold til værdien af 12 til carbon.
Da atomer og molekyler er for små til at arbejde med, defineres mængderne af gasser i mol. Antallet af moler til stede i en given gas kan bestemmes ved at dividere massen ved hjælp af molærmassen og kan repræsenteres ved bogstavet n.
Vi kan erstatte arbitrær konstant k i ligningen af gas med produktet af n, kan antallet af mol (mol), og en ny konstant R. Ligningen nu skrives nR = PV / T eller PV = nRT.
Værdien af R afhænger af de enheder, der bruges til at måle gastryk, mængder og temperaturer. For at identificere volumenet i liter, Kelvin-temperaturen og trykket i atmosfæren er dets værdi 0,0821 L.atm / K.mol. Dette kan også skrives L 0,0821 atm K -1 mol -1 for at undgå at dele stang i måleenheder.
3
Forstå Daltons lov om delvist tryk. Udviklet af John Dalton kemiker og fysiker, som først avancerede begrebet af kemiske elementer er lavet af atomer, Daltons lov fastslår, at det totale tryk af en blanding af gasser er summen af presset fra hver gas i blandingen.
Daltons lov kan skrives i form af en ligning som P samlede = P1 + P2 + P3... med så mange addenda efter ligestegnet som der er gasser i blandingen.
Ligningen af Daltons lov kan udvides ved at arbejde med gasser, hvis individuelle partialtryk er ukendt, men som vi kender deres mængder og temperaturer. Et partialtryk af en gas er det samme tryk, hvis den samme mængde gas er den eneste gas i beholderen.
For hver af de partielle tryk, kan vi omskrive idealgasligningen således at i stedet for PV = nRT formel, kan vi kun P på venstre side af lighedstegnet. For at gøre dette, deler vi begge sider af V: PV / V = nRT / V vs to på venstre side ophæver hinanden, efterlader P = nRT / V
Vi kan derefter erstatte hvert underskrift P på højre side af partialtryksligningen: Psamlede = (nRT / V) 1 + (nRT / V) 2 + (nRT / V) 3...
Del 2 Beregning af partialtryk, og derefter totalerne
1
Definer partialtryksligningen for de gasser, som du arbejder med. I forbindelse med denne beregning antager vi en 2 liters kolbe, der indeholder tre gasser: nitrogen (N2), oxygen (O2) og kuldioxid (CO2). Der er 10 g af hver af gassen, og temperaturen på hver af dem i kolben er 37 ° C. Vi er nødt til at finde partialtrykket af hver gas og det samlede tryk, som blandingen udøver på beholderen.
Vores partialtryksligning bliver P samlede = P nitrogen + P oxygen + P kuldioxid .
Da vi forsøger at finde det pres, hver gas udøver, kender vi den volumen og temperatur, og vi kan finde, hvor mange mol af hver gas til stede baseret på massen, kan vi omskrive denne ligning som: Psamlede = (nRT / V) nitrogen + (nRT / V) oxygen + (nRT / V) kuldioxid
2
Konverter temperaturen til Kelvin. Temperaturen er 37 ° C, så tilsæt 273 ved 37 ° C for at opnå 310 K.
3
Find antallet af mol af hver af de gasser, der er til stede i prøven. Antallet af mol af en gas er massen af gassen, der er divideret med dens molære masse, som vi siger er summen af atomvægten for hvert atom i forbindelsen.
For den første gas, nitrogen (N2), Hvert atom har en atomvægt på 14. Fordi diatomisk nitrogen er (molekylær form af to atomer), må vi multiplicere 2 med 14 at finde, at nitrogen i vores prøve har en molmasse 28. Derefter opdele massen i gram af 10 g per 28 for antallet af mol, som vi vil tilnærme til 0,4 mol af nitrogen.
For den anden gas er oxygen (O2), Hvert atom har en atomvægt 16. diatomiske oxygen derfor også formere 2 med 16 at finde, at oxygen i vores prøve har en molmasse på 32 g Opdeling 10 med 32 giver os ca. 0,3 mol ilt i vores prøve.
Den tredje gas, kuldioxid (CO2) Har tre atomer: en carbon med en atomvægt på 12- og to oxygen, hver har en atomvægt på 16. Vi tilføjet de tre vægte: 16 + 16 + 12 = 44 for den molære masse. Opdeling 10 g ved 44 giver os ca. 0,2 mol kuldioxid.
4
Udskift værdier med mol, volumen og temperatur. Vores ligning ser nu sådan ud: Psamlede = (0,4 * R * 310/2) nitrogen + (0,3 * R * 310/2) oxygen + (0,2 * R * 310/2) kuldioxid.
For enkelhed har vi udeladt de måleenheder, der ledsager værdierne. Disse enheder bliver annulleret, efter at vi har regnet, og kun den måleenhed, vi bruger til at rapportere trykket.
Video: 180th Knowledge Seekers Workshop, Thursday, July 13, 2017
5
Udskift værdien for konstant R. Vi finder det partielle og det samlede tryk i atmosfærerne, så vi vil bruge værdien for R på 0,0821 atm L / K.mol. At erstatte værdien i ligningen giver nu Psamlede = (0,4 * 0,0821 * 310/2) nitrogen + (0,3 * 0,0821 * 310/2) oxygen + (0,2 * 0,0821 * 310/2) kuldioxid .
Video: Casio Classwiz - Binomial Probability Distribution using Calculator FX-991EX FX991EX for A Level IB
6
Beregn partialtryk for hver gas. Nu hvor vi har værdierne på plads, er det tid til at lave matematikken.
For partialtrykket af nitrogen, 0,4 mol multipliceret med vores 0,0821 og vores konstant temperatur på 310 K og derefter opdelt pr 2 liter: 0,4 * 0,0821 * 310/2 = 5,09 atm, ca.
For partialtrykket af oxygen, 0,3 mol multipliceret med vores 0,0821 og vores konstant temperatur på 310 K og derefter opdelt pr 2 liter: 0,3 * 0,0821 * 310/2 = 3,82 atm, ca.
For partialtrykket af carbondioxid, 0,2 mol multipliceret med vores 0,0821 og vores konstant temperatur på 310 K og derefter dividere med 2 l: 0,2 * 0,0821 * 310/2 = 2 , 54 atm, ca.
Vi tilføjer nu disse tryk for at finde det samlede tryk: Psamlede = 5,09 + 3,82 + 2,54 eller 11,45 atm, ca.
Del 3 Beregning af det samlede tryk og derefter partialtryk
1
Indstil partialtryksligningen som før. Vi antager igen, at en 2 liters kolbe indeholder 3 gasser: nitrogen (N2), oxygen (O2) og kuldioxid (CO2). Der er 10 g af hver af gassen, og temperaturen af hver af gassen i kolben er 37 grader Celsius.
Temperaturen i Kelvin vil stadig være 310, og som tidligere har vi ca. 0,4 mol nitrogen, 0,3 mol ilt og 0,2 mol kuldioxid.
Ligeledes vil vi stadig finde trykket i atmosfærerne, så vi vil bruge værdien på 0,0821 atm L / K.mol for konstant R.
Således ser vores partialtryksligning stadig det samme på dette tidspunkt: Psamlede = (0,4 * 0,0821 * 310/2) nitrogen + (0,3 * 0,0821 * 310/2) oxygen + (0,2 * 0,0821 * 310/2) kuldioxid.
2
Tilføj antallet af mol af hver af gassen i prøven for at finde det totale antal mol af den gasformige blanding. Som volumenet og temperatur er den samme for hver prøve gas, for ikke at nævne, at hver molær mængde multipliceres med samme konstante, kan vi bruge distributiv egenskab at omskrive den matematiske ligning som Psamlede = (0,4 + 0,3 + 0,2) * 0,0821 * 310/2.
Tilsætning af 0,4 + 0,3 + 0,2 = 0,9 mol af gasblandingen. Dette forenkler ligeledes ligningen for P samlede = 0,9 * 0,0821 * 310/2.
Video: 3000+ Common English Words with British Pronunciation
3
Beregn det samlede tryk af gasblandingen. Multiplicerer 0,9 * 0,0821 * 310/2 = 11,45 mol, ca.
4
Find forholdet mellem hver gas i den samlede blanding. For at gøre dette skal du dividere antallet af mol af hver af gassen med det totale antal mol.
Der er 0,4 mol nitrogen, så 0,4 / 0,9 = 0,44 (44%) af prøven, ca.
Der er 0,3 mol nitrogen, så 0,3 / 0,9 = 0,33 (33%) af prøven, ca.
Der er 0,2 mol kuldioxid, således at ca. 0,2 / 0,9 = 0,22 (22%) af prøven.
Selvom de omtrentlige procentsatser ovenfor kun er 0,99, gentages de faktiske decimaler, således at den faktiske sum er en gentagelsesserie af ni efter decimalen. Per definition er dette det samme som 1 eller 100%.
5
Multiplicere proportionalværdien af hver gas med det samlede tryk for at finde partialtrykket.
Multiplicere 0,44 * 11,45 = 5,04 atm, ca.
Multiplicere 0,33 * 11,45 = 3,78 atm, ca.
Multiplicerer 0,22 * 11,45 = 2,52 atm, ca.
== Tips ==
Du vil bemærke en lille forskel i værdierne ved først at finde partialtrykene, derefter det samlede tryk og finde det samlede tryk først og derefter partieltryk. Husk at de givne værdier blev præsenteret som omtrentlige værdier på grund af afrunding til en eller to decimaler for at gøre værdierne lettere at forstå. Hvis du foretager beregningerne med en regnemaskine uden afrunding, vil du se en mindre eller endog ingen afvigelse mellem de to metoder.
advarsler
Kendskab til delvis gastryk kan blive et livs- eller dødspørgsmål for dykkere. Et iltpartialtryk, der er for lavt, kan føre til tab af bevidsthed og død, mens et meget højt partialtryk af hydrogen eller oxygen også kan være toksisk.
Sådan beregner du blodvolumenet
Sådan beregnes den samlede elektriske strøm
Sådan beregnes elektronegativitet
Sådan beregnes impedans
Sådan beregnes damptryk
Sådan beregnes i alt opløst faste stoffer
Sådan beregnes bindingsordens orden i kemi
Sådan beregnes standardfejl
Sådan beregnes procentdel af udbytte i kemi
Sådan demonstrerer du Karls lov
Hvordan tegner Lewis Structures
Sådan bestemmes opløseligheden
Find Oxidation Numbers
Hvordan man laver støkiometri
Sådan interpolerer
Hvordan man bliver godkendt i organisk kemi
Sådan er det godt i uorganisk kemi
Sådan beregnes barometrisk tryk
Sådan får du alle runens runder i det uordnede spil
Sådan finder du masseprocenten