Legea presiunilor parțiale

Presiunea totală exercitată de un amestec ideal de gaze ideale este egală cu suma presiunilor parțiale care ar fi exercitate de gaze dacă acestea ar fi prezente singure într-un volum egal.

Legea lui Dalton a presiunilor parțiale.

Presiune parțială $p_{i}$ ${\ displaystyle p_ {i}}$ $p_ {i}$ dintr-un component al unui amestec de gaze este presiunea pe care ar avea-o dacă ar ocupa, singură, volumul disponibil întregului amestec la aceeași temperatură T.

Mai precis, presiunea P a unui amestec de q gaz poate fi definită ca: ^[1]

P=\sum _{i=1}^{q}p_{i}=p_{1}+p_{2}+...+p_{q}

{\ displaystyle P = \ sum _ {i = 1} ^ {q} p_ {i} = p_ {1} + p_ {2} + ... + p_ {q}}

{\ displaystyle P = \ sum _ {i = 1} ^ {q} p_ {i} = p_ {1} + p_ {2} + ... + p_ {q}}

unde este $p_{i}$ ${\ displaystyle p_ {i}}$ $p_ {i}$ reprezintă presiunea parțială a componentei i.

Aceasta înseamnă că fiecare gaz prezent într-un amestec ideal acționează ca și cum celălalt gaz nu ar fi prezent și, prin urmare, presiunile fiecărui gaz pot fi pur și simplu adăugate. Se presupune că gazele nu reacționează sau nu interacționează între ele prinforțe intermoleculare (forța van der Waals , forța londoneză ).

Legea este numită și legea lui Dalton datorită numelui chimistului John Dalton , care a formulat-o prima dată în 1807 . ^[2]

Exemple

Presiune atmosferică

Principalele componente ale aerului sunt:

azot (în procentul molar de 78% );
oxigen (în procentul molar de 20,96% );
dioxid de carbon (în procentul molar de 0,03% );
argon (în procentul molar de 0,8% );
alte gaze (în procentul molar de 0,21% ).

Conform legii lui Dalton, suma presiunilor parțiale corespunzătoare trebuie să fie egală cu presiunea atmosferică (1 atm = 101,3 kPa ) și de fapt:

azot: 79,014 kPa;
oxigen: 21.232 kPa;
dioxid de carbon: 0,0304 kPa;
argon: 0,8104 kPa;
alte gaze: 0,2127 kPa.

Total (aer): 101,3 kPa.

Gazele ideale

Legea lui Dalton poate fi extinsă în gazele ideale la următoarea relație:

P={\frac {RT}{V}}\sum n_{i}

{\ displaystyle P = {\ frac {RT} {V}} \ sum n_ {i}}

{\ displaystyle P = {\ frac {RT} {V}} \ sum n_ {i}}

unde este:

P : presiunea totală
R : constantă de gaz
T : temperatura absolută (în kelvini )
V : volumul containerului
n ₁ , n ₂ .. n _i : moli din fiecare gaz

În acest sens, este posibil să se calculeze presiunea totală chiar și cu variații de temperatură și volum. Cu toate acestea, având în vedere că:

P=\sum p_{i}

{\ displaystyle P = \ sum p_ {i}}

{\ displaystyle P = \ sum p_ {i}}

unde este $p_{i}=n_{i}{\frac {RT}{V}}$ ${\ displaystyle p_ {i} = n_ {i} {\ frac {RT} {V}}}$ ${\ displaystyle p_ {i} = n_ {i} {\ frac {RT} {V}}}$

și știind că fracția molară x _i este raportul dintre molii n _i ai gazului și suma molilor fiecărui gaz, adică:

x_{i}={\frac {n_{i}}{\sum n_{i}}}

{\ displaystyle x_ {i} = {\ frac {n_ {i}} {\ sum n_ {i}}}}

{\ displaystyle x_ {i} = {\ frac {n_ {i}} {\ sum n_ {i}}}}

rezultă că presiunea parțială a fiecărui component este egală cu presiunea totală pentru fracția sa molară: ^[1]

p_{i}=n_{i}{\frac {P}{\sum n_{i}}}=x_{i}P

{\ displaystyle p_ {i} = n_ {i} {\ frac {P} {\ sum n_ {i}}} = x_ {i} P}

{\ displaystyle p_ {i} = n_ {i} {\ frac {P} {\ sum n_ {i}}} = x_ {i} P}

Scufundări

Legea lui Dalton și principiile enunțate mai sus sunt de o importanță fundamentală în scufundări. De fapt, cantitatea de gaz (în principal azot și oxigen ) dizolvată în sânge este proporțională cu presiunea absolută . Aceasta înseamnă că, odată cu creșterea presiunii, crește și cantitatea de gaze dizolvate din sânge. Deci dacă ipotetic la presiunea de 1 atm (la nivelul mării) există un litru de azot dizolvat în sânge, la 10 atm vor fi 10 litri de azot dizolvat în sânge.

Camera hiperbară simulează un mediu precum cel al fundului mării, supus presiunii și prin simularea unei „creșteri” (adică scăderea constantă a presiunii) facilitează reechilibrarea dintre gazele dizolvate și presiunea externă.

Notă

^ ^a ^b Fabbri , pp. 124-125 .
^ Silvestroni , p. 170 .

Bibliografie

Paolo Silvestroni, Fundamentals of chemistry , ed. A X-a, CEA, 1996, ISBN 88-408-0998-8 .
Gianfranco Fabbri, Transformarea chimică. Chimie fizică pentru cursurile anuale și semestriale , Piccin, 1992, pp. 124-125, ISBN 88-299-1015-5 .

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

( EN ) Legea presiunilor parțiale , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
( RO ) IUPAC Gold Book, „presiune” , pe goldbook.iupac.org .

Controlul autorității	Tezaur BNCF 34931 · LCCN (EN) sh85035543

Portalul chimiei

Portalul Termodinamicii

[Fabbri-1] Fabbri , pp. 124-125 .

[2] Silvestroni , p. 170 .

[1]

[2]