Les mélanges de gaz et pressions partielles
Les mélanges de gaz et pressions partielles
Comment traitons-nous avec des gaz composés d'un mélange de deux ou plusieurs substances différentes?
John Dalton (1766-1844) - (nous a donné la théorie atomique de Dalton)
La pression totale d'un mélange de gaz est égale à la somme des pressions que chaque exercerait si elle était présente seul
La pression partielle d'un gaz:
- La pression exercée par un composant particulier d'un mélange de gaz
Loi des pressions partielles de Dalton:
- Pt est la pression totale d'un échantillon qui contient un mélange de gaz
- P1. P2. P3. etc. sont les pressions partielles des gaz dans le mélange
Si chacun des gaz se comporte indépendamment des autres alors nous pouvons appliquer la loi de gaz idéal pour chaque gaz dans l'échantillon:
- Pour la première composante, n1 = le nombre de moles du composant # 1 dans l'échantillon
- La pression due à # composante 1 serait la suivante:
- Pour la deuxième composante, n2 = le nombre de moles du composant n ° 2 dans l'échantillon
- La pression due à # composant 2 serait la suivante:
Et ainsi de suite pour tous les composants. Par conséquent, la pression totale Pt sera égale à:
- Tous les composants partagent la même température, T. et volume V. Par conséquent, la pression totale Pt sera:
- Etant donné que la somme du nombre de moles de chaque composant gazeux est égal au nombre total de moles de molécules de gaz dans l'échantillon:
A température constante et le volume, la pression totale d'un échantillon de gaz est déterminé par le nombre total de moles de gaz présent, si cela représente une substance unique ou un mélange de
Un mélange gazeux à base de 10 g d'oxygène et de 5 g de méthane est placé dans un récipient de 10 L à 25 ° C. Quelle est la pression partielle de chaque gaz, et quelle est la pression totale dans la cuve?
(10 g O2) (1 mol / 32 g) = 0,313 mol O2
(10 g CH4) (1 mol / 16 g) = 0,616 mole de CH4
Les pressions partielles et fractions molaires
Le rapport de la pression partielle d'un composant d'un gaz à la pression totale est la suivante:
- La valeur (n1 / nt) est appelée la fraction molaire du composant gazeux
- La fraction molaire (X) d'un composant gazeux est un nombre sans dimension qui exprime le rapport entre le nombre de moles d'un composant au nombre total de moles de gaz dans l'échantillon
Le rapport de la pression partielle et la pression totale est égale à la fraction molaire du composant gazeux
- L'équation ci-dessus peut être réorganisée pour donner:
La pression partielle d'un gaz est égale à sa fraction molaire fois la pression totale
a) Une atmosphère synthétique est créée en mélangeant 2 mol pour cent de CO2. 20 pour cent en moles de O2 et 78 mol pour cent de N2. Si la pression totale est de 750 torr, de calculer la pression partielle du composant d'oxygène.
fraction molaire de l'oxygène est (20/100) = 0,2
Par conséquent, la pression partielle de l'oxygène = (0,2) (750 torr) = 150 torr
b) Si 25 litres de cette atmosphère, à 37 ° C, doivent être produits, combien de moles d'O2 sont nécessaires?
PO2 = 150 torr (1 atm / 760 torr) = 0,197 atm
R = 0,0821 L atm / mol K
n = (PV) / (RT) = (0,197 atm * 25 L) / (0,0821 L atm / mol * K 310K)