Ce vei înțelege
- Aplici relația dintre fracția molară și presiunea parțială.
- Corectezi conceptual presiunea unui gaz umed.
Înainte să începi: Mol, presiune și ecuația gazului ideal.
Fiecare gaz contribuie
Într-un amestec ideal de gaze, presiunea totală este suma presiunilor parțiale. Presiunea parțială a unui component este presiunea pe care ar exercita-o dacă ar ocupa singur același volum, la aceeași temperatură. Nu înseamnă că gazul are un colț rezervat în recipient.
Toate componentele ocupă volumul disponibil și contribuie la interacțiunile cu pereții. Modelul ideal ne permite să calculăm contribuțiile separat, apoi să le adunăm. Pentru gaze reale, mai ales la presiuni mari ori aproape de condensare, această descriere poate necesita corecții.
De la moli la presiune
Fracția molară a componentului i este xᵢ = nᵢ/n_total. Presiunea sa parțială este pᵢ = xᵢ × p_total. Fracțiile molare însumează unu, iar presiunile parțiale însumează presiunea totală. Păstrează aceeași unitate pentru toate presiunile dintr-un calcul.
Procentele masice nu pot fi introduse direct în această relație. Două gaze cu mase molare diferite pot avea mase egale, dar numere diferite de moli. Mai întâi transformăm fiecare masă în cantitate de substanță, apoi calculăm fracțiile molare.
Exemplu cu două componente
Un recipient conține 3 mol de heliu și 1 mol de neon la presiunea totală de 160 kPa. Fracțiile molare sunt 3/4 și 1/4. Presiunea parțială a heliului este 120 kPa, iar a neonului este 40 kPa.
Suma, 160 kPa, verifică rezultatul. Heliul nu ocupă doar trei sferturi din vas în sensul unei separări spațiale. Ambele gaze sunt distribuite în întregul recipient. Proporția de trei sferturi se referă la cantitatea de substanță și, în modelul ideal, la contribuția la presiune.
Gazul colectat peste apă
Dacă un gaz este colectat în contact cu apă, proba poate conține și vapori de apă. Presiunea măsurată include ambele contribuții. Pentru gaz saturat cu vapori, folosim presiunea vaporilor de apă la temperatura respectivă și o scădem din presiunea totală.
De exemplu, dacă presiunea totală este 102 kPa, iar contribuția vaporilor este dată ca 3 kPa, gazului uscat îi corespund 99 kPa. Valoarea vaporilor trebuie luată pentru temperatura experimentului; nu este o constantă universală.
Întrebări frecvente
Presiunile parțiale pot depăși presiunea totală?
Nu într-un amestec ideal cu contribuții pozitive. Un asemenea rezultat indică o eroare în fracțiile molare, în unități ori în datele folosite.
Fracția de volum este mereu fracție de masă?
Nu. Pentru gaze ideale la aceleași condiții, fracția de volum corespunde fracției molare, nu în general fracției masice.
Se aplică formula dacă gazele reacționează?
Se poate aplica amestecului prezent la un moment dat, dacă aproximația ideală este potrivită. Cantitățile de substanță trebuie însă actualizate după reacție.
Continuă explorarea
Găsește alte explicații de chimie în biblioteca de învățare și în articolele publicate.
