Բովանդակություն

• Քայլեր
• Խորհուրդներ
• Arnգուշացում
• Ինչ է պետք

Քիմիայում «մասնակի ճնշում» -ը յուրաքանչյուր գազի ճնշումն է շրջակա միջավայրի վրա գործող գազային խառնուրդում, օրինակ `լաբորատորիայում գտնվող նմուշի բաք, ջրասուզակի գազի բաք կամ շրջակա տարածք: մթնոլորտ Խառնուրդի յուրաքանչյուր գազի ճնշումը կարող եք հաշվարկել, եթե գիտեք դրա զանգվածը, ծավալը և ջերմաստիճանը: Դրանից հետո ավելացնում ես մասնակի ճնշումները ՝ գազի խառնուրդի ընդհանուր ճնշումը ստանալու համար, կամ նախ գտնում ես ընդհանուր ճնշումը, ապա գտնում մասնակի ճնշումը:

Քայլեր

3-րդ մասի 1-ը. Գազի հատկությունների ըմբռնումը

1. 

   Յուրաքանչյուր գազ վերաբերվեք որպես «իդեալական» գազ: Քիմիայում իդեալական գազն այն գազն է, որը փոխազդում է այլ գազերի հետ ՝ առանց նրանց մոլեկուլները գրավելու: Գազի մոլեկուլները կարող են բախվել միմյանց և ցատկել բիլիարդի գնդակների նման ՝ առանց դեֆորմացիայի:
   • Իդեալական գազի ճնշումը մեծանում է, երբ այն սեղմվում է ավելի փոքր տարածքի և նվազում է, երբ տարածվում է ավելի մեծ տարածության մեջ: Այս հարաբերությունները հայտնի են որպես Բոյլի օրենք (կոչվել է գիտնական Ռոբերտ Բոյլի անունով): Մաթեմատիկայի բանաձևը ցույց է տալիս, որ այս փոխհարաբերությունը k = P x V է, կամ ավելի պարզ `k = PV, որտեղ k- ը ճնշման և ծավալի միջև կայուն հարաբերություն է, P- ն ճնշում է, իսկ V- ը մարմին: տարածք
   • Խնդրին կարող է տրվել ճնշումը բազմաթիվ տարբեր ստորաբաժանումներից մեկում: Որի մեջ պասկալը (Pa) սահմանվում է որպես քառակուսի մետրի վրա գործող նյուտոնի ուժ: Մեկ այլ միավոր է մթնոլորտը (մթնոլորտ), որը սահմանվում է որպես երկրի մթնոլորտի ճնշում ծովի մակարդակին հավասար բարձրության վրա: 1 ատմ-ի ճնշումը 101,325 Պա է:
   • Իդեալական գազի ջերմաստիճանը մեծանում է, երբ ծավալը մեծանում է և նվազում, երբ ծավալը նվազում է: Այս հարաբերությունները հայտնի են որպես Չարլզի օրենք (կոչվել է գիտնական quesակ Չարլզի անունով): Դրա մաթեմատիկական բանաձևն է k = V / T, որտեղ k- ը ծավալի և ջերմաստիճանի միջև մշտական ​​կապն է, V- ը ծավալն է, իսկ T- ը `ջերմաստիճանը:
   • Այս հավասարման մեջ գազի ջերմաստիճանը հաշվարկվում է Կելվինի աստիճաններով, իսկ Կելվինի աստիճաններով `ավելացնելով elsելսիուսի աստիճաններ 273-ով:
   • Այս երկու հարաբերությունները կարող են միավորվել մեկ հավասարության մեջ. K = PV / T, կամ դրանք կարող են գրվել որպես PV = kT:

2. 

   
   
   Սահմանում է գազի չափման համար օգտագործվող զանգվածային միավորը: Գազն ունի ինչպես զանգված, այնպես էլ ծավալ: Umesավալները սովորաբար չափվում են լիտրով (լ), բայց կա գազի երկու զանգված:
   • Պայմանական զանգվածները չափվում են գրամերով կամ, եթե զանգվածը բավականաչափ մեծ է, կիլոգրամներով:
   • Քանի որ գազերի մեծ մասը հաճախ այդքան թեթև է, դրանք չափվում են նաև մեկ այլ ձևով, որը կոչվում է մոլային կամ մոլային: Մոլային զանգվածը սահմանվում է որպես յուրաքանչյուր ատոմի ատոմի զանգվածի հանրագումար գազի բաղադրության մեջ, յուրաքանչյուր ատոմի զանգվածով `համեմատած ածխածնի զանգվածի հետ (արժեք 12):
   • Քանի որ ատոմներն ու մոլեկուլները շատ փոքր են հաշվարկելու համար, գազի զանգվածը որոշվում է մոլերով: Գազի քանակի մոլերի քանակը կարող է հաշվարկվել `բաժանելով գազի զանգվածը մոլային զանգվածի վրա և նշվում է n տառով:
   • Մենք կարող ենք գազի հավասարման ցանկացած հաստատուն k փոխարինել n- ի արտադրյալով, մոլերի քանակով և նոր R.- ով: Այժմ մենք ունենք nR = PV / T կամ PV = nRT հավասարություն:
   • R արժեքը կախված է գազի ճնշումը, ծավալը և ջերմաստիճանը չափելու համար օգտագործվող միավորից: Եթե ​​ծավալը լիտրերով է, ջերմաստիճանը ՝ Կելվինի աստիճանով, և ճնշումը ՝ մթնոլորտներում, դա 0,0821 լ ատմ / Կ մոլ է: Կարող եք նաև գրել 0,0821 L atm K mol ՝ բաժանման կտրումը չափման միավորներով օգտագործելու խուսափելու համար:

3. 

   
   
   Դալթոնի մասնակի ճնշման օրենք: Այս օրենքն առաջարկել է քիմիկոս և ֆիզիկոս Johnոն Դալթոնը, ով առաջին անգամ ներկայացրեց ատոմներից կազմված քիմիական տարրի գաղափարը: Դալթոնի օրենքը նշում է, որ գազի խառնուրդի ընդհանուր ճնշումը խառնուրդի յուրաքանչյուր գազի ընդհանուր ճնշումն է:
   • Դալթոնի օրենքը հավասարության մեջ կարելի է գրել P- ից հետո_{ընդհանուր} = Պ₁ + Պ₂ + Պ₃ ... ճնշման P քանակով, որը հավասար է խառնուրդի գազերի քանակին:
   • Դալթոնի օրենքի հավասարումը կարող է մշակվել այն գազերի հետ գործ ունենալիս, որոնց մասնակի ճնշումն անհայտ է, բայց որոնց ծավալն ու ջերմաստիճանը հայտնի են: Գազի մասնակի ճնշումը ճնշումն է, որը նույն քանակությամբ գազն իրականացնում է բաքում, որը պարունակում է միայն այն:
   • Յուրաքանչյուր մասնակի ճնշման համար մենք կարող ենք վերաշարադրել իդեալական գազի հավասարումը PV = nRT մի ձևի, որի P- ն առկա է հավասար նշանի միայն ձախ կողմում: Այսպիսով, մենք երկու կողմերը պետք է բաժանենք V- ով `PV / V = ​​nRT / V: Ձախ կողմի երկու V- ն վերացվել են, վերջապես մնում է P = nRT / V:
   • Դրանից հետո փոխարինեք այս բանաձևը մասնակի ճնշման հավասարության աջ կողմում գտնվող յուրաքանչյուր տառով P: P_{ընդհանուր} = (nRT / V) ₁ + (nRT / V) ₂ + (nRT / V) ₃ …
   գովազդ

3-րդ մաս 2-ը. Հաշվարկել մասնակի ճնշումը, ապա ընդհանուր ճնշումը

1. 

   
   
   
   
   Որոշեք տրված խնդիրների մասնակի ճնշման հավասարումները: Այս հաշվարկը լուսաբանելու համար ենթադրենք, որ մենք ունենք 2 լիտր շիշ, որը պարունակում է 3 գազ ՝ ազոտ (N)₂), թթվածին (O₂), և ածխածնի երկօքսիդը (CO₂) Յուրաքանչյուր գազ ունի 10 գ, իսկ բալոնում յուրաքանչյուր գազի ջերմաստիճանը 37 աստիճան ցելսիուս է: Մենք պետք է գտնենք յուրաքանչյուր գազի մասնակի ճնշումը և բալոնի վրա գործող գազի խառնուրդի ընդհանուր ճնշումը:
   • Մասնակի ճնշման հավասարումը գրված է հետևյալ կերպ P_{ընդհանուր} = Պ_Ազոտ + Պ_{թթվածին} + Պ_{ածխաթթու գազ}.
   • Քանի որ մենք փնտրում ենք յուրաքանչյուր գազի ճնշումը, մենք գիտենք ծավալը, ջերմաստիճանը և դրանց զանգվածի հիման վրա կարող ենք գտնել յուրաքանչյուր գազի մոլային թիվը, հավասարումը վերաշարադրվում է ՝ P_{ընդհանուր} = (nRT / V) _Ազոտ + (nRT / V) _{թթվածին} + (nRT / V) _{ածխաթթու գազ}

2. 

   
   
   Convertերմաստիճանը վերափոխեք Կելվինի աստիճանի: Գազերի ջերմաստիճանը 37 աստիճան է, ուստի մենք ավելացնում ենք 37-ը գումարած 273-ը `310 աստիճան K ստանալու համար:

3. 

   Գտեք շիշի յուրաքանչյուր գազի մոլերի քանակը: Գազի մոլերի քանակը գազի զանգվածն է բաժանված իր մոլային զանգվածով, որտեղ մոլային զանգվածը նյութը կազմող յուրաքանչյուր ատոմի ընդհանուր զանգվածն է:
   • Առաջին գազի համար ազոտը ունի մոլեկուլային բանաձեւ (N₂), յուրաքանչյուր ատոմ ունի 14 զանգված: Քանի որ ազոտի մոլեկուլը ունի երկու ատոմ, մենք պետք է բազմապատկենք 14-ը 2-ով `28 ազոտի մոլեկուլային քաշ ստանալու համար: Այնուհետև զանգվածը բաժանել գրամերի վրա 10 գ-ի: տալ 28-ը `մոլերի քանակը ստանալու համար, արդյունքը կլորացնելով մոտավորապես 0,4 մոլ ազոտական ​​գազի:
   • Երկրորդ գազի համար թթվածինը ունի մոլեկուլային բանաձեւ (O₂), յուրաքանչյուր ատոմ ունի 16 զանգված: Թթվածնի մոլեկուլն ունի նաև երկու ատոմ, մենք պետք է բազմապատկենք 16-ը 2-ի համար `32 թթվածնի մոլեկուլի զանգված ստանալու համար: 10 գ-ի 32-ի բաժանումը տալիս է մոտավոր արդյունք Շիշի մեջ 0,3 մոլ թթվածին:
   • Երրորդ գազը ածխաթթու գազի բանաձեւն է (CO<sub>2</sub>), կան 3 ատոմներ. մեկ ածխածնի ատոմ 12 զանգվածով, երկու թթվածնի ատոմ `յուրաքանչյուր 16 զանգվածով: Մենք ավելացնում ենք երեք ատոմների զանգված. 12 + 16 + 16 = 44 զանգված է մոլեկուլ 10 գ-ը 44-ի բաժանումը տալիս է մոտավորապես 0,2 մոլ ածխաթթու գազ:

4. 

   
   
   Միացրեք մոլի, ծավալի և ջերմաստիճանի արժեքները հավասարման մեջ: Այժմ հավասարումը կարծես այսպիսին է. P_{ընդհանուր} = (0.4 * R * 310/2) _Ազոտ + (0,3 * R * 310/2) _{թթվածին} + (0.2 * R * 310/2) _{ածխաթթու գազ}.
   • Պարզության համար մենք բաց ենք թողնում արժեքների չափման միավորը: Այս միավորները կկործանվեն հավասարումը լուծելուց հետո ՝ ճնշման մեջ թողնելով արդյունքի միայն չափման միավորները:

5. 

   Փոխարինեք R հաստատունի արժեքը: Մենք կմշակենք մթնոլորտում մասնակի և ընդհանուր ճնշման արդյունքները, ուստի մենք կօգտագործենք 0,0821 լ ատմ / Կ մոլոլիտի R արժեք: Այս արժեքը հավասարման մեջ դնելը բերում է P- ին_{ընդհանուր} =(0,4 * 0,0821 * 310/2) _Ազոտ + (0,3 *0,0821 * 310/2) _{թթվածին} + (0,2 * 0,0821 * 310/2) _{ածխաթթու գազ}.

6. 

   Հաշվարկել յուրաքանչյուր գազի մասնակի ճնշումը: Այժմ, երբ մենք միացրեցինք մեր արժեքները, հաջորդ բանը, որ պետք է անել, դա լուծելն է:
   • Ազոտի մասնակի ճնշման համար բազմապատկեք 0,4 մոլը 0,0821 հաստատունի և 310 աստիճան K ջերմաստիճանի վրա, ապա բաժանեք 2 լիտրով ՝ 0,4 * 0,0821 * 310/2 = 5,09 ատմ (մոտավոր):
   • Թթվածնի մասնակի ճնշման համար բազմապատկեք 0,3 մոլը 0,0821 հաստատունի վրա և 310 աստիճան K ջերմաստիճանը, ապա բաժանեք 2 լիտրի վրա. 0,3 * 0,0821 * 310/2 = 3,82 ատմ (մոտավոր):
   • Ածխածնի երկօքսիդի մասնակի ճնշման համար բազմապատկեք 0,2 մոլը 0,0821 հաստատունի վրա և 310 աստիճան K ջերմաստիճանը, ապա բաժանեք 2 լիտրով ՝ 0,2 * 0,0821 * 310/2 = 2.54 ատմ (մոտավոր):
   • Այժմ ավելացրեք այս ճնշումները `ընդհանուր ճնշումը գտնելու համար: P_{ընդհանուր} = 5,09 + 3,82 + 2,54 = 11,45 մթնոլորտ (մոտավոր):
   գովազդ

3-րդ մաս 3-ը. Հաշվարկել ընդհանուր ճնշումը, ապա մասնակի ճնշումը

1. 

   Որոշեք վերոհիշյալ մասնակի ճնշման հավասարումը: Ենթադրենք, որ մենք ունենք 2 լիտր շիշ, որը պարունակում է 3 գազ `ազոտ (N₂), թթվածին (O₂), և ածխածնի երկօքսիդը (CO₂) Յուրաքանչյուր գազ ունի 10 գ, իսկ բալոնում յուրաքանչյուր գազի ջերմաստիճանը 37 աստիճան ցելսիուս է:
   • Կելվինի ջերմաստիճանը դեռ 310 աստիճան է, և ինչպես վերևում, մենք ունենք մոտավորապես 0,4 մոլ ազոտ, 0,3 մոլ թթվածին և 0,2 մոլ ածխաթթու գազ:
   • Նմանապես, մենք հաշվարկելու ենք արդյունքները մթնոլորտի ներքո, ուստի մենք կօգտագործենք 0,0821 լ ատմ / Կ մոլոլիտ R արժեք:
   • Այս պահին մասնակի ճնշման հավասարումը մնում է. P_{ընդհանուր} =(0,4 * 0,0821 * 310/2) _Ազոտ + (0,3 *0,0821 * 310/2) _{թթվածին} + (0,2 * 0,0821 * 310/2) _{ածխաթթու գազ}.

2. 

   Մխոցում ավելացրեք յուրաքանչյուր գազի մոլերի քանակը `գազի խառնուրդի ընդհանուր մոլերը գտնելու համար: Քանի որ բալոնում գազերի ծավալներն ու ջերմաստիճանը նույնն են, և յուրաքանչյուր գազի մոլեկուլային զանգվածը նույնպես բազմապատկվում է նույն հաստատունով, մենք կարող ենք օգտագործել մաթեմատիկայի բաշխիչ հատկությունը ՝ հավասարումը վերաշարադրելու համար: Գործընթացը P- ն է_{ընդհանուր} = (0,4 + 0,3 + 0,2) * 0,0821 * 310/2.
   • Ավելացնել 0,4 + 0,3 + 0,2 = 0,9 մոլ գազի խառնուրդ: Հավասարումը հետագայում իջեցվում է P- ի_{ընդհանուր} = 0,9 * 0,0821 * 310/2.

3. 

   Գտեք գազի խառնուրդի ընդհանուր ճնշումը: Վերցրեք 0,9 * 0,0821 * 310/2 = 11,45 մոլ (մոտավոր):

4. 

   Գտեք յուրաքանչյուր գազի համամասնությունը, որը կազմում է խառնուրդը: Մեկ գազի համար մոլերի քանակը բաժանում եք գազի խառնուրդի ընդհանուր մոլերի վրա:
   • Մենք ունենք 0,4 մոլ ազոտ, ուստի գազային խառնուրդում վերցնում ենք 0,4 / 0,9 = 0,44 (44%) (մոտավոր):
   • Մենք ունենք 0,3 մոլ թթվածին, ուստի գազի խառնուրդում վերցնում ենք 0,3 / 0,9 = 0,33 (33%) (մոտավոր):
   • Մենք ունենք 0,2 մոլ ածխաթթու գազ, ուստի գազի խառնուրդում վերցնում ենք 0,2 / 0,9 = 0,22 (22%) (մոտավոր):
   • Չնայած վերը նշված մոտավոր տոկոսները կազմում են ընդամենը 0,99, իրականում տասնորդականները անընդհատ կրկնում են, ընդ որում ՝ գումարը ստորակետից հետո 9 – ների շարք է: Ըստ սահմանման, սա համարժեք է 1 կամ 100 տոկոսի:

5. 

   Բազմապատկելով զանգվածի հարաբերակցությունը գազի վրա ընդհանուր ճնշման վրա `մասնակի ճնշումը գտնելու համար:
   • Վերցրեք 0,44 * 11,45 = 5,04 ատմ (մոտավոր):
   • Վերցրեք 0,33 * 11,45 = 3,78 ատմ (մոտավոր):
   • Վերցրեք 0,22 * 11,45 = 2,52 ատմ (մոտավոր):
   գովազդ

Խորհուրդներ

• Դուք նկատում եք մի փոքր անհամապատասխանություն մասնակի ճնշման հաշվարկի և մասնակի ճնշման հաշվարկի նախ և մասնակի ճնշման հաշվարկի միջև: Հիշեք, որ հաշվարկված արժեքները միայն մոտավոր թվեր են, քանի որ ստորակետերից հետո մենք կլորացնում ենք 1 կամ 2 թվեր ՝ դրանք ավելի պարզ դարձնելու համար:Եթե ​​մենք հաշվարկ կատարելու համար օգտագործենք հաշվիչ ՝ առանց կլորացման, այս երկու մեթոդների միջև շեղումը նույնիսկ ավելի փոքր կլինի, նույնիսկ հավասար:

Arnգուշացում

• Diversրասուզակների համար գազի մասնակի ճնշման մասին գիտելիքները հատկապես կարևոր են, քանի որ դրանք կապված են նրանց կյանքի հետ: Թթվածնի մասնակի ճնշումը, որը չափազանց ցածր է, կարող է գիտակցության կորուստ կամ մահ պատճառել, մինչդեռ ազոտի կամ թթվածնի մասնակի ճնշումը չափազանց բարձր կարող է թունավորում առաջացնել:

Ինչ է պետք

• Նոթբուք
• Ատոմային զանգվածի / մոլային զանգվածի տեղեկագիր