Loi de Dalton des pressions partielles Chimie Tutorial
Concepts clés
P (total) = la pression totale exercée par le mélange de gaz
P (gaz) = pression exercée seulement par un gaz
P (gaz b) = pression exercée par le gaz juste b
P (gaz c) = pression exercée par le gaz juste c
Comprendre la pression partielle
Considérons un récipient de volume fixe à une température constante qui contient un mélange d'un gaz et le gaz b, à une pression totale de 4 atmosphères, comme indiqué dans le diagramme à droite.
La pression est provoquée par les molécules de gaz qui entrent en collision avec les parois du récipient (Kinetic Théorie des gaz).
La pression totale dans le récipient (P (total)) est proportionnelle au nombre de particules de gaz (N (total)):
Si chaque point représente une mole de particules de gaz, alors il y a 48 moles de particules de gaz dans ce récipient en exerçant une pression totale de 4 atm.
Maintenant, imaginez le récipient sans particules de gaz b.
Seules les particules d'un gaz sont présents dans le même récipient à la même température, comme le montre le diagramme de droite.
Maintenant, le récipient ne contient que 12 moles de particules de gaz au lieu de 48 moles de particules de gaz qu'il contenait à l'origine.
Puisque la pression est proportionnelle au nombre de particules de gaz, nous nous attendons à la pression d'un gaz dans le récipient soit inférieure à 4 atm.
la pression exercée par un gaz
l'azote est un gaz diatomique avec la formule moléculaire N2
moles (N2) = masse (N2) ÷ masse molaire (N2)
masse (N2) = 10 g (donnée en question)
masse moléculaire (N2) = 2 × masse molaire (N) = 2 × 14 = 28 g mol -1
moles (N2) = 10 ÷ 28 = 0,357 mole
(Ii) Calculer moles de gaz d'hélium:
L'hélium est un gaz monoatomique avec la formule moléculaire Il
moles (He) = masse (He) + masse molaire (He)
masse (He) = 10 g (donnée en question)
masse molaire (He) = 4,0 g mol -1 (du Tableau Périodique)
moles (He) = 10 ÷ 4,0 = 2,50 mol
(Iii) Calculer nombre total de moles de gaz dans le mélange, n (total).
n (total) = moles (N2) + moles (He)
n (total) = 0,357 + 2,857 = 2,50 mol
(Iv) Calculer la pression totale du mélange gazeux, P (total)
(A) La pression totale plausible?
volume molaire du gaz à 25 ° C et 100 kPa pression est d'environ 25 L
Environ 3 moles de gaz dans les mêmes conditions auraient un volume de 3 x 25 = 75 L
Compte tenu du volume du récipient dans la question est seulement 10 L, nous nous attendons à la pression dans le récipient à environ 75/10 x 100 kpa ≈ 750 kPa
Ce résultat est dans le même « parc de balle » comme notre valeur soigneusement calculée de 708 kPa, nous sommes raisonnablement confiants que notre réponse est plausible.
(B) La pression partielle de chaque gaz doit être inférieure à la pression totale qui a été calculée pour le mélange:
P (N2) = 88 kPa, qui est inférieure à la P (total) de 708 kPa.
P (He) = 620 kPa qui est inférieure à la P (total) de 708 kPa.
Ainsi, nos pressions partielles semblent plausibles.
(C) La loi des pressions partielles de Dalton dit que:
P (total) = P (N2) + P (He) = 88 + 620 = 708 kPa
Autrement dit, la somme de la pression partielle de chaque gaz n'ajoute à la pression totale du mélange de gaz de sorte que notre réponse est plausible.
Pouvez-vous appliquer cela?
Faites l'exercice maintenant!
Loi de Dalton des pressions partielles Exemple de travail 2
Question: A 15 ° C, 25 ml de néon à 101,3 kPa (1 atm) de pression et de 75 ml d'hélium à 70,9 kPa (0,7 atm) de pression sont tous deux développé dans un ballon de 1 L scellé. Calculer la pression partielle de chaque gaz dans kPa et la pression totale du mélange gazeux dans kPa.
(Basé sur l'approche StoPGoPS à la résolution des problèmes.)
Calculer la pression partielle de chaque gaz et de la pression totale
P (gaz néon) =. kPa
P (hélium gazeux) =. kPa
P (total) =. kPa
Extraire les données de la question:
T = température = constante = 15 ° C
Vintial (gaz néon) = 25 ml = 25 ml ÷ 1000 mL / L = 0,025 L
Pintial (gaz néon) = 101,3 kPa
Vinitial (hélium gazeux) = 75 ml = 75 ml ÷ 1000 mL / L = 0,075 L
Pintial (gaz hélium) = 70,9 kPa
V (mélange final) = 1 L
(A) Pour les gaz néon, moles de gaz (n) et la température (T) sont constantes, de sorte que
P (néon) V (néon) = constante (voir aussi la loi de Boyle)
En d'autres termes:
Pintial (néon) Vinitial (néon) = Pfinal (néon) Vfinal (néon)
qui peut être réarrangé pour calculer la pression finale en raison de gaz néon:
Pfinal (néon) = (Pintial (néon) Vinitial (néon)) ÷ Vfinal (néon)
(B) Pour les gaz d'hélium, de moles de gaz (n) et la température (T) sont constantes, de sorte que
P (hélium) V (hélium) = constante (voir aussi la loi de Boyle)
En d'autres termes:
Pintial (hélium) Vinitial (hélium) = Pfinal (hélium) Vfinal (hélium)
qui peut être réarrangé pour calculer la pression finale en raison de l'hélium gazeux:
Pfinal (hélium) = (Pintial (hélium) Vinitial (hélium)) ÷ Vfinal (hélium)
(C) La loi de Dalton de la pression partielle nous dit que:
P (total) = Pfinal (néon) + Pfinal (hélium)
Pfinal (néon) = (101,3 x 0,025) = 2,533 ÷ 1 kPa = 2,5 kPa
(B) calculer la pression partielle d'hélium gazeux dans le mélange de gaz: Pfinal (hélium) = (Pintial (hélium) Vinitial (hélium)) ÷ Vfinal (hélium)
Pfinal (hélium) = (70,9 × 0,075) ÷ 1 = 5,3175 kPa = 5,3 kPa
(C) calculer la pression totale du mélange gazeux dans le volume 1 L: Pfinal (total) = Pfinal (néon) + Pfinal (hélium)
Pfinal (total) = 2,5 + 5,3 = 7,8 kPa
n (Ne) = (PV) ÷ (RT)
n (Ne) = (101,3 x 0,025) ÷ (8,314 x 288) = 1,06 × 10 -3 mol
(B) Calculer moles de gaz d'hélium:
n (He) = (PV) ÷ (RT)
n (He) = (70,9 × 0,075) ÷ (8,314 x 288) = 2,22 × 10 -3 mol
(C) calculer la pression totale de gaz dans le mélange:
PV = n (total) RT
P (total) = V [n (Ne) + n (He)] RT
P (total) = ([n (Ne) + n (He)] RT) ÷ V = ([1,06 x 10 -3 + 2,22 × 10 -3] × 8,314 × 288) ÷ 1 = 7,8 kPa
Il y a un bon accord entre la pression totale, nous avons calculé ci-dessus et ce nouveau calcul, nous sommes donc raisonnablement convaincus que notre réponse est plausible.
Pouvez-vous appliquer cela?
Prenez maintenant l'examen!