आंशिक दबाव की गणना कैसे करें

रसायन में, प्रति "आंशिक दबाव" दबाव है कि एक मिश्रण में प्रत्येक गैस मौजूद कंटेनर पर एक फ्लास्क, एक गोताखोर की हवा सिलेंडर या एक atmosphere- यह गणना की जा सकती है, तो आप प्रत्येक गैस की मात्रा पता की सीमा डालती, उदाहरण के लिए इसका मतलब है, मात्रा यह पर है और इसका तापमान आप विभिन्न आंशिक दबावों को भी जोड़ सकते हैं और मिश्रण से निकाले जाने वाले कुल एक को ढूंढ सकते हैं - वैकल्पिक रूप से, आप पहले कुल गणना कर सकते हैं और आंशिक मान प्राप्त कर सकते हैं।

सामग्री

कदम

भाग 1
भाग 2
भाग 3

टिप्स
चेतावनी
आप की आवश्यकता होगी चीजें

कदम

भाग 1

गैस गुणों को समझना

प्रत्येक गैस के रूप में इसे समझें "उत्तम"। रसायन विज्ञान में, एक परिपूर्ण गैस अपने अणुओं को आकर्षित किए बिना दूसरों के साथ संपर्क करती है। प्रत्येक अणु किसी भी तरह के बिना किसी बिलियर्ड बॉल की तरह बॉल और रिवाउट करता है।

एक परिपूर्ण गैस का दबाव बढ़ता है क्योंकि यह एक छोटे पोत में संकुचित होता है और गैस के बड़े स्थानों में बढ़ने के कारण घट जाती है। इस रिश्ते को बॉयल का कानून कहा जाता है, इसके शोधकर्ता रॉबर्ट बॉयल द्वारा गणितीय रूप से इसे सूत्र k = P x V या अधिक बस k = PV के साथ व्यक्त किया जाता है, जहां k स्थिर है, P दबाव है और V मात्रा है
दबाव की माप के कई अलग-अलग इकाइयों, जैसे पास्कल (पीए) के साथ व्यक्त किया जा सकता है जिसे एक वर्ग मीटर की सतह पर लागू किए गए न्यूटन के बल के रूप में परिभाषित किया गया है। वैकल्पिक रूप से, वातावरण (एटीएम), समुद्र के स्तर पर पृथ्वी के वायुमंडल का दबाव इस्तेमाल किया जा सकता है। एक वातावरण 101.325 पा के बराबर है
सही गैसों का तापमान बढ़ जाता है क्योंकि उनकी मात्रा बढ़ जाती है और घट जाती है जब मात्रा घट जाती है - इस रिश्ते को चार्ल्स के कानून कहा जाता है और जैक्स चार्ल्स ने इसकी पुष्टि की थी। यह गणितीय रूप में कश्मीर = वी / टी के रूप में व्यक्त किया जाता है, जहां कश्मीर एक स्थिरांक है, V मात्रा है और टी तापमान है
इस समीकरण में किए गए गैस का तापमान डिग्री केल्विन-0 डिग्री सेल्सियस से 273 कश्मीर के अनुरूप है।
अब तक बताए गए दो कानूनों को समीकरण k = PV / T प्राप्त करने के लिए जोड़ा जा सकता है जिसे पुनः लिखा जा सकता है: पीवी = केटी।

माप की इकाइयों को परिभाषित करें जिसके साथ गैस की मात्रा व्यक्त की जाती है। गैसीय अवस्था में पदार्थों के द्रव्यमान और एक मात्रा दोनों होते हैं - बाद में आमतौर पर लीटर (एल) में मापा जाता है, जबकि दो प्रकार के जनों होते हैं

परंपरागत द्रव्यमान ग्राम में मापा जाता है या, यदि मूल्य काफी बड़ा होता है, तो किलोग्राम में।

चूंकि गैस आमतौर पर बहुत हल्के होते हैं, उन्हें अन्य तरीकों से मापा जाता है, आणविक या दाढ़ जन के माध्यम से। दाढ़ जन प्रत्येक परमाणु का परमाणु भार यौगिक है कि गैस परमाणु द्रव्यमान इकाई एकीकृत परमाणु भार (यू), जो एक एकल के द्रव्यमान का 1/12 के बराबर है में व्यक्त किया है उत्पन्न में मौजूद राशि के रूप में परिभाषित किया गया है कार्बन परमाणु -12

चूंकि परमाणु और अणुओं के साथ काम करने के लिए बहुत छोटा है, गैस की मात्रा को मोज़े में मापा जाता है। दी गई गैस में उपस्थित होने वाले मॉल की संख्या को जानने के लिए द्रव्यमान को दाल एक से विभाजित किया जाता है और इसे अक्षर n द्वारा दर्शाया जाता है।

एन.आर. = पी वी / टी या पीवी = nRT: आप मनमाने ढंग से (मोल्स की संख्या) एन के बीच उत्पाद और इस बिंदु पर एक नया निरंतर R- साथ गैसों के समीकरण में निरंतर कश्मीर की जगह ले सकता, सूत्र की उपस्थिति मान लिया गया है।

आर का मूल्य गैसों के दबाव, मात्रा और तापमान को मापने के लिए इस्तेमाल इकाई पर निर्भर करता है। अगर मात्रा लीटर में परिभाषित होती है, केल्विन में तापमान और वायुमंडल में दबाव, आर 0.0821 एल * एटीएम / किलोल के बराबर है, जिसे 0.0821 एल * एटीएम के रूप में लिखा जा सकता है^-1 मोल ^-1 माप की इकाई में विभाजन प्रतीक का उपयोग करने से बचने के लिए

आंशिक दबावों के लिए डाल्टन के कानून को समझें। यह कथन कैमिस्ट और भौतिक विज्ञानी जॉन डाल्टन द्वारा विस्तारित किया गया, जिन्होंने पहले अवधारणा को उन्नत किया था कि रासायनिक तत्व परमाणुओं से बना होते हैं। कानून बताता है कि गैस के मिश्रण का कुल दबाव मिश्रण के ऊपर प्रत्येक गैस के आंशिक दबावों के बराबर होता है।

कानून को गणितीय भाषा में लिखा जा सकता है जैसे पी_{संपूर्ण} = पी₁ + पी₂ + पी₃... मिश्रणों को बनाने वाले गैसों के बराबर कई जोड़ों के साथ।

अज्ञात आंशिक दबाव गैस के साथ काम करते समय डाल्टन के कानून का विस्तार किया जा सकता है लेकिन ज्ञात तापमान और मात्रा के साथ गैस का आंशिक दबाव उसी तरह होता है जैसे वह पोत में अकेले उपस्थित थे।

प्रत्येक आंशिक दबाव के लिए, आप समरूपता चिह्न के बाईं ओर दबाव की पी अवधि को अलग करने के लिए सही गैस समीकरण को फिर से लिख सकते हैं। अतः, पीवी = एनआरटी से शुरू, आप दोनों शब्दों को वी करके विभाजित कर सकते हैं और प्राप्त कर सकते हैं: पीवी / वी = एनआरटी / वी- दो वी चर छोड़कर एलाइड छोड़ दिया जाता है: पी = एनआरटी / वी।

इस बिंदु पर, डाल्टन के कानून में प्रत्येक पी चर के लिए आप आंशिक दबाव समीकरण को स्थानांतरित कर सकते हैं: पी_{संपूर्ण} = (NRT / वी) ₁ + (NRT / वी) ₂ + (NRT / वी) ₃...

भाग 2

पहले आंशिक दबावों की गणना करें, फिर कुल एक

विचाराधीन गैसों के आंशिक दबाव के समीकरण को परिभाषित करें। उदाहरण के तौर पर, मान लें कि आपके पास 2 लीटर फ्लास्क में निहित तीन गैस हैं: नाइट्रोजन (एन₂), ऑक्सीजन (ओ₂) और कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ₂)। प्रत्येक गैस मात्रा का वजन 10 ग्राम होता है और तापमान 37 डिग्री सेल्सियस होता है आपको प्रत्येक गैस का आंशिक दबाव और कंटेनर की दीवारों पर मिश्रण द्वारा लगाए गए कुल दबाव को ढूंढना होगा।

समीकरण इसलिए है: पी_{संपूर्ण} = पी_{नाइट्रोजन} + पी_{ऑक्सीजन} + पी_{कार्बन डाइऑक्साइड}.
चूंकि आप प्रत्येक गैस द्वारा लगाए गए आंशिक दबाव को देखना चाहते हैं, मात्रा और तापमान जानने के लिए, आप बड़े पैमाने पर डेटा के लिए धन्यवाद की मात्रा की गणना कर सकते हैं और समीकरण को फिर से लिख सकते हैं: पी_{संपूर्ण} = (NRT / वी) _{नाइट्रोजन} + (NRT / वी) _{ऑक्सीजन} + (NRT / वी) _{कार्बन डाइऑक्साइड}.

केल्विन को तापमान परिवर्तित करें वाक्य द्वारा दिए गए एक सेल्सियस डिग्री (37 डिग्री सेल्सियस) में व्यक्त किया गया है, इसलिए बस मूल्य 273 जोड़ें और 310 के।

प्रत्येक गैस के लिए मॉल की संख्या का पता लगाएं जो कि मिश्रण को बनाता है। मॉल की संख्या उसके द्रवमान द्रव्यमान द्वारा विभाजित गैस के द्रव्यमान के बराबर होती है, जो बारी में मिश्रित अवस्था में पाए जाने वाले प्रत्येक परमाणु के परमाणु द्रव्यमान का योग होता है।

पहले गैस के लिए, नाइट्रोजन (एन₂), प्रत्येक परमाणु यह देखते हुए कि नाइट्रोजन दो परमाणुओं के साथ द्विपरमाणुक (आकार के अणुओं है 14. द्रव्यमान है), तो आप तदनुसार 2- प्रति जन गुणा करने के लिए है, नमूने में नाइट्रोजन वर्तमान 28. फूट डालो इस का एक दाढ़ द्रव्यमान है ग्राम में द्रव्यमान के लिए मूल्य, 10 ग्राम, और लगभग 4 0 मिलीग्राम नाइट्रोजन से संबंधित मॉल की संख्या प्राप्त करते हैं।

दूसरी गैस के लिए, ऑक्सीजन (ओ₂), प्रत्येक परमाणु के 16 परमाणु द्रव्यमान होता है। यह तत्व डायटोमिक अणु बनता है, इसलिए आपको नमूना के दाढ़ को प्राप्त करने के लिए द्रव्यमान (32) को दोगुना करना चाहिए। 32 में से 10 ग्राम विभाजन के निष्कर्ष पर आते हैं कि मिश्रण में लगभग 0.3 मिली ऑक्सीजन है।

तीसरी गैस, कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ₂), तीन परमाणुओं से बना है: कार्बन (परमाणु द्रव्यमान के बराबर 12) और दो ऑक्सीजन (प्रत्येक परमाणु द्रव्यमान 16)। आप मॉल-डिवाइड मास 10 ग्राम को 44 जानने के लिए और कार्बन डाइऑक्साइड की 0.2 मिलीलीटर प्राप्त करने के लिए तीन मान (12 + 16 + 16 = 44) जोड़ सकते हैं।

मॉल, तापमान और मात्रा पर जानकारी के साथ समीकरण चर को बदलें। सूत्र इस तरह दिखना चाहिए: पी_{संपूर्ण} = (0.4 * आर * 310/2) _{नाइट्रोजन} + (0,3 * आर * 310/2) _{ऑक्सीजन} + (0.2 * आर * 310/2) _{कार्बन डाइऑक्साइड}.

सादगी के कारणों के लिए, माप की इकाइयों को मूल्यों के बगल में शामिल नहीं किया गया है, क्योंकि वे अंकगणितीय कार्यों को केवल दबाव से जुड़े एक ही छोड़कर समाप्त कर देते हैं।

निरंतर आर के लिए मान दर्ज करें चूंकि आंशिक और कुल दबाव वायुमंडल में सूचित होते हैं, इसलिए आप इसे 0.0821 एल * एटीएम / के एमओएल का उपयोग कर सकते हैं- इसे लगातार आर प्राप्त करने के साथ बदलें: पी_{संपूर्ण} = (0.4 * 0.0821 * 310/2) _{नाइट्रोजन} + (0.3 * 0.0821 * 310/2) _{ऑक्सीजन} + (0.2 * 0.0821 * 310/2) _{कार्बन डाइऑक्साइड}.

प्रत्येक गैस के आंशिक दबाव की गणना करें अब जब कि सभी ज्ञात संख्याएं जगह में हैं, आप गणना कर सकते हैं

नाइट्रोजन के लिए, यह 0.0821 की निरंतरता से 0.4 मॉल गुणा करता है और तापमान 310 के बराबर होता है। उत्पाद को 2 लीटर से विभाजित करें: 0.4 * 0.0821 * 310/2 = 5.0 9 एएम लगभग ।

ऑक्सीजन के लिए 0.0821 की निरंतरता से 0.3 मॉल और 310 के तापमान का गुणन और उसके बाद 2 लीटर से विभाजित: 0.3 * 0.0821 * 310/2 = लगभग 3.82 एटीएम।

अंत में, कार्बन डाइऑक्साइड के लिए यह 0.2 मॉल को 0.0821 की स्थिरता से बढ़ाता है, 310 के तापमान का तापमान और 2 लीटर से विभाजित होता है: 0.2 * 0.0821 * 310/2 = 2.54 एएम लगभग

कुल दबाव खोजने के लिए सभी जोड़ जोड़ें: पी_{संपूर्ण} = 5.0 9 + 3.82 + 2.54 = लगभग 11.45 एटीएम

भाग 3

कुल दबाव की गणना करें तो आंशिक दबाव

पहले के रूप में आंशिक दबाव सूत्र लिखें इस मामले में भी, 2 लीटर फ्लास्क पर विचार करें जिसमें तीन गैस शामिल हैं: नाइट्रोजन (एन₂), ऑक्सीजन (ओ₂) और कार्बन डाइऑक्साइड प्रत्येक गैस का द्रव्यमान 10 ग्राम होता है और कंटेनर का तापमान 37 डिग्री सेल्सियस होता है

केल्विन में तापमान 310 के स्तर पर है, जबकि प्रत्येक गैस के मोल्स नाइट्रोजन के लिए लगभग 0.4 मिली, ऑक्सीजन के लिए 0.3 ग्राम और कार्बन डाइऑक्साइड के लिए 0.2 ग्राम हैं।
पिछले खंड के उदाहरण के लिए, यह वायुमंडल में दबाव के मूल्यों को इंगित करता है, इसलिए आपको निरंतर आर बराबर 0.021 एल * एटीएम / के मो का उपयोग करना चाहिए।
नतीजतन, आंशिक दबावों का समीकरण है: पी_{संपूर्ण} = (0.4 * 0.0821 * 310/2) _{नाइट्रोजन} + (0.3 * 0.0821 * 310/2) _{ऑक्सीजन} + (0.2 * 0.0821 * 310/2) _{कार्बन डाइऑक्साइड}.

नमूना में प्रत्येक गैस के मोल्स को जोड़ें और मिश्रण की कुल संख्या मिलें। चूंकि मात्रा और तापमान में परिवर्तन नहीं होता है, इस तथ्य का उल्लेख करने के लिए नहीं कि मॉल सभी को एक निरंतर से गुणा किया जाता है, आप राशि के वितरित संपत्ति का लाभ ले सकते हैं और समीकरण को फिर से लिख सकते हैं: पी_{संपूर्ण} = (0.4 + 0.3 + 0.2) * 0.0821 * 310/2

योग निष्पादित करें: 0.4 + 0.3 + 0.2 = 0.9 एमओएल गैस मिश्रण - इस तरह से, सूत्र भी अधिक सरल होता है और हो जाता है: पी_{संपूर्ण} = 0.9 * 0.0821 * 310/2

गैस मिश्रण के कुल दबाव का पता लगाएं गुणा करना: 0.9 * 0.0821 * 310/2 = लगभग 11.45 मिलीलीटर

मिश्रण के संबंध में प्रत्येक गैस के अनुपात का पता लगाएं। आगे बढ़ने के लिए, कुल संख्या से प्रत्येक घटक के मॉल की संख्या को विभाजित करें।

नाइट्रोजन के 0.4 मॉल हैं, तो लगभग 0.4 / 0.7 = 0.44 (44%) लगभग;

ऑक्सीजन की 0.3 मिलीलीटर है, तो 0.3 / 0.9 = 0.33 (33%) लगभग;

कार्बन डाइऑक्साइड की 0.2 मिलीलीटर है, इसलिए 0.2 / 0.9 = 0.22 (22%) लगभग

यद्यपि आप कुल 0.99 प्राप्त करते हैं, वास्तव में दशमलव के आंकड़ों को समय-समय पर दोहराया जाता है और परिभाषा के अनुसार आप कुल 1 या 100% तक गोल कर सकते हैं।

आंशिक एक को खोजने के लिए कुल दबाव से प्रत्येक गैस की प्रतिशत राशि गुणा करें:

0.44 * 11.45 = 5.04 एटीएम लगभग;

0.33 * 11.45 = 3.78 एटीएम;

0.22 * 11.45 = 2.52 एटीएम लगभग।

टिप्स

जब आप पहली बार आंशिक दबावों को मापते हैं और फिर विपरीत पद्धति की तुलना में कुल दबाव देखते हैं तो थोड़े अंतर देख सकते हैं। याद रखें कि संख्या अनुमानित है क्योंकि उन्हें पहले या दूसरे दशमलव स्थान पर गोल किया गया है जिससे उन्हें समझा जा सके - यदि आप कैलकुलेटर का इस्तेमाल करते हुए गणितीय संचालन अकेले करते हैं और बिना डेटा को गोलाई करते हैं, तो आप दो तरीकों के बीच एक नाबालिग या शून्य असर देखते हैं।

चेतावनी

आंशिक गैस के दबावों को समझना गोताखोरों के लिए जीवन या मृत्यु का मामला है। यदि ऑक्सीजन बहुत कम है, तो व्यक्ति चेतना को खो सकता है और मर सकता है - यदि नाइट्रोजन या ऑक्सीजन बहुत अधिक है, तो गैस विषाक्त हो सकती है।

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