理想気体の例題: 分圧

ダルトンの法則は、バルーン内のガスの分圧を決定するために使用できます。ポール・テイラー/ゲッティイメージズ

どんな混合物でも ガスの 、各成分ガスが発揮する 分圧 合計に貢献するもの プレッシャー .普通に 温度 と圧力、理想気体の法則を適用して各気体の分圧を計算できます。

分圧とは？

分圧の概念を確認することから始めましょう。ガスの混合物では、各ガスの分圧は、その空間の容積を占める唯一のガスである場合にガスが及ぼす圧力です。混合物中の各ガスの分圧を合計すると、その値がガスの全圧になります。分圧を見つけるために使用される法則は、システムの温度が一定であり、気体が理想気体として振る舞うと仮定します。 理想気体の法則 :

PV = nRT

ここで、P は圧力、V は体積、n は数値です。 ほくろの 、R は ガス定数 、T は温度です。

全圧は、構成ガスのすべての分圧の合計です。為に n ガスの成分:

P_合計= P₁+ P₂+ P₃+... P_n

このように書くと、この理想気体の法則のバリエーションは呼ばれます ダルトンの分圧の法則 .用語を移動すると、ガスのモルと全圧を分圧に関連付けるように法則を書き直すことができます。

P_バツ= P_合計(n/n_合計)

分圧の質問

風船には 0.1 モルの酸素と 0.4 モルの窒素が含まれています。バルーンの場合 標準的な温度と圧力で、 窒素の分圧は何ですか?

解決

分圧は ダルトンの法則 :

P_バツ= P_合計( n_バツ/n_合計)

どこ
P_バツ= ガスの分圧 x
P_合計= 全ガスの全圧
n_バツ= ガスのモル数 x
n_合計= 全ガスのモル数

ステップ1

P を求める_合計

問題は圧力を明確に述べていませんが、気球が 標準温度と圧力 .標準圧力は1気圧です。

ステップ2

構成ガスのモル数を合計して n を求める_合計

n_合計= n_空気+ n_窒素
n_合計= 0.1mol + 0.4mol
n_合計= 0.5モル

ステップ 3

これで、値を方程式に代入して P を解くために必要なすべての情報が得られました。_窒素

P_窒素= P_合計( n_窒素/n_合計)
P_窒素= 1 気圧 ( 0.4 mol / 0.5 mol )
P_窒素= 0.8気圧

答え

窒素の分圧は0.8気圧です。

分圧計算を実行するための役立つヒント

• あなたのユニットを正しく報告してください！通常、理想気体の法則を使用する場合、質量はモル、温度はケルビン、体積はリットル、圧力は大気圧で表されます。温度が摂氏または華氏の場合は、先に進む前にケルビンに変換してください。
• 実在気体は理想気体ではないため、通常の条件下では計算にほとんど誤差はありませんが、正確な真の値にはなりません。ほとんどの場合、エラーは無視できます。ガスの圧力と温度が上昇すると、粒子同士がより頻繁に相互作用するため、エラーが増加します。