Dans n'importe quel mélange des gaz, chaque gaz composant exerce une pression partielle qui contribue au total pression. À l'ordinaire les températures et la pression, vous pouvez appliquer la loi du gaz idéal pour calculer la pression partielle de chaque gaz.
Qu'est-ce que la pression partielle?
Commençons par revoir le concept de pression partielle. Dans un mélange de gaz, la pression partielle de chaque gaz est la pression que le gaz exercerait s'il était le seul à occuper ce volume d'espace. Si vous additionnez la pression partielle de chaque gaz dans un mélange, la valeur sera la pression totale du gaz. La loi utilisée pour trouver la pression partielle suppose que la température du système est constante et que le gaz se comporte comme un gaz idéal, suivant la loi du gaz idéal:
PV = nRT
où P est la pression, V est le volume, n est le nombre de taupes, R est la constante de gazet T est la température.
La pression totale est alors la somme de toutes les pressions partielles des gaz composants. Pour n composants d'un gaz:
Ptotal = P1 + P2 + P3 +... Pn
Lorsqu'elle est écrite de cette façon, cette variation de la loi des gaz parfaits s'appelle Loi de Dalton sur les pressions partielles. En déplaçant les termes, la loi peut être réécrite pour relier les moles de gaz et la pression totale à la pression partielle:
PX = Ptotal (n / ntotal)
Question de pression partielle
Un ballon contient 0,1 mole d'oxygène et 0,4 mole d'azote. Si le ballon est à température et pression standard, quelle est la pression partielle de l'azote?
Solution
La pression partielle est trouvée par Loi de Dalton:
PX = PTotal (nX / nTotal )
où
PX = pression partielle de gaz x
PTotal = pression totale de tous les gaz
nX = nombre de moles de gaz x
nTotal = nombre de moles de tous les gaz
Étape 1
Trouver PTotal
Bien que le problème n'indique pas explicitement la pression, il vous indique que le ballon est à température et pression standard. La pression standard est de 1 atm.
Étape 2
Additionnez le nombre de moles des gaz composants pour trouver nTotal
nTotal = noxygène + nazote
nTotal = 0,1 mole + 0,4 mole
nTotal = 0,5 mol
Étape 3
Maintenant, vous avez toutes les informations nécessaires pour brancher les valeurs dans l'équation et résoudre pour Pazote
Pazote = PTotal (nazote / nTotal )
Pazote = 1 atm (0,4 mol / 0,5 mol)
Pazote = 0,8 atm
Répondre
La pression partielle de l'azote est de 0,8 atm.
Astuce utile pour effectuer le calcul de la pression partielle
- Assurez-vous de signaler correctement vos unités! En règle générale, lorsque vous utilisez n'importe quelle forme de loi de gaz idéale, vous aurez affaire à la masse en moles, à la température en Kelvin, au volume en litres et à la pression en atmosphères. Si vous avez des températures en degrés Celsius ou Fahrenheit, convertissez-les en Kelvin avant de continuer.
- N'oubliez pas que les gaz réels ne sont pas des gaz idéaux, donc bien que le calcul contienne très peu d'erreur dans des conditions ordinaires, ce ne sera pas précisément la vraie valeur. Dans la plupart des situations, l'erreur est négligeable. L'erreur augmente à mesure que la pression et la température d'un gaz augmentent, car les particules interagissent plus souvent les unes avec les autres.